Dicer2 的点突变赋予亚洲镰刀菌对 RNAi相关生物农药的抗性

全球研究人员正在探索利用 RNA 干扰 (RNAi) 技术来控制害虫。尽管 RNA 是一种与传统化学农药不同的新型害虫防治化合物，但仍需要考虑害虫抗性的演变。

在该研究中，首次研究了基于 RNAi 的亚洲镰刀菌对生物农药的抗性，这种镰刀菌是植物毁灭性病害（如头疫病）的罪魁祸首。

从 500 株经紫外线诱变处理的菌株中分离出了 5 株抗性菌株。这五个抗性突变株的共同突变都发生在编码 Dicer2 的基因上（密码子 1005 和 1007 处的点突变），该基因面临着强大的纯化选择压力之下。

图 1. 野生型菌株2021、Myo5-8RNAi菌株和紫外线诱变菌株的菌落形态和突变位置

为了证实 Dicer2 基因突变是否赋予 RNAi 抗性，通过同源双交换将 Dicer2 基因座在敏感菌株和抗性菌株之间进行了交换。转化后的突变体 Dicer2^R1005D 和 Dicer2^E1007H 在体外表现出对 dsRNA 的抗性。

图 2.R1005D和E1007H突变对生长、肌球蛋白5（Myo5）、Dicer2和Argonaute1（Ago1）基因的表达以及抗病毒防御反应的影响

进一步研究表明，R1005D和E1007H的突变影响了Dicer2的分子内相互作用，导致Dicer2的RNase III结构域功能失调。Dicer2^R1005D和Dicer2^E1007H产生的sRNA数量极度减少，同时sRNA长度也发生变化。

图 3.  Faβ2Tub-3 dsRNA对野生型和Dicer2突变体的抗真菌活性

图 4. 在Myo5-8RNAi、Myo5-8RNAi-ADicer2、Myo5-8RNAi-Dicer2R1005D和Myo5-8RNAi-Dicer2E1007H中产生的sRNAs情况

这些发现共同揭示了 RNAi 抗性的一种新的潜在机制，并为 RNAi 相关生物农药在真菌控制中的应用提供了启示。

https://doi.org/10.1016/j.jia.2023.10.024