微生物诱导的基因沉默增强了作物对土壤传播的真菌病原体的防御

小RNA (sRNA)介导的跨界RNA干扰(RNAi)在宿主和病原体之间已被证实和利用。然而，根际微生物的种间RNAi仍然难以捉摸。在这项研究中，我们开发了一种微生物诱导的基因沉默(MIGS)技术，利用根际有益真菌哈茨木霉(Trichoderma harzianum)，利用RNAi工程微生物和两种土壤传播的致病真菌，黄萎病菌(Verticillium dahliae)和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)作为RNAi受体。我们首次发现MIGS在大丽花中诱导GFP沉默的可行性（图 1, 图 2）。

图 1. TH - GFPi产生的siGFPs在翻译水平诱导V592-GFP沉默

图 2. TH - Pmt2i生成的siPmt2s诱导VdPMT2沉默，抑制V592生长

然后，通过靶向真菌必需基因，我们进一步证明了MIGS在抑制真菌生长和保护双子叶棉花和单子叶水稻植物免受大丽轮枝菌和尖孢镰刀菌侵害方面的有效性（图 3,图 4）。

图 3. th - pm2i−1对棉花抗V592感染有较好的保护作用

图 4. Th-Pmt2iFo抑制了尖孢镰刀菌的生长，对水稻抗Fsu具有一定的保护作用

我们还显示了基于选定靶序列的可控MIGS特异性。我们的数据验证了根际真菌的种间RNAi和MIGS在作物保护中的潜在应用。此外，根际有益微生物的原位繁殖在确保sRNAs的稳定性和可持续性方面是最佳的，避免使用纳米材料携带化学合成的sRNAs。

我们的发现表明，利用基于MIGS的生物杀菌剂可以在不需要对宿主进行基因改造的情况下，提供直接的设计和实施，以保护作物免受植物病原体侵害。

https://doi.org/10.1038/s41477-023-01507-9