功能化碳点递送 RNA 纳米杀菌剂作为通过植物 RdRP1 介导的喷雾诱导基因沉默控制疫霉病原体的高级工具

喷雾诱导的基因沉默 (SIGS) 代表了一种有吸引力的植物保护途径，但双链 RNA (dsRNA) 的有限摄取效率限制了它对重要病害卵菌疫霉菌的应用。为了控制疫霉菌，针对疫霉菌中两个必需基因的 dsRNA 进行筛选，以确定它们部分降低辣椒疫霉 (P. capsici) 感染和繁殖力的能力（图 1）。

图 1. 6个 CesA3-/OSBP1-dsRNAs 的示意图及其对 P. capsici 的控制效果

为了进一步促进 SIGS 控制疫霉菌，功能化碳点 (CD) 通过静电相互作用与筛选的 dsRNA (dsRNA-CD) 复合。dsRNA-CDs 显著增强了 dsRNA 对马铃薯晚疫病菌、大豆疫霉菌以及野生型和抗杀菌剂辣椒疫霉的防治效果（图 2）。

图 2. 喷洒 CesA3-/OSBP1-靶向 dsRNA 或 dsRNA-CD 可以控制由 P. capsici、P. infestans、P. sojae 和 CAA-/Ox 抗性 P. capsici 分离株引起的疾病

协同作用基于增强 dsRNA 稳定性和内化。用 dsRNA-CD 和相应的杀菌剂双重处理可将达到相同保护效果所需的杀菌剂用量减少 90%（图 3）。

图 3. CD 可以促进 dsRNA 的细胞内化

植物 RdRP1 是加工各种长度的小 RNA 以诱导疫霉菌翻译抑制的主要效应子（图 4）。

图 4. SIGS 由 siRNA 介导的翻译抑制触发，由植物 RdRP1 处理

值得注意的是，这里报道了首次应用纳米递送系统来提高 SIGS 对疫霉病原体的作用（图 5）。

图 5. 依赖于 CD 递送的 dsRNA 来控制疫霉病的SIGS 的工作模型

此外，阐明CD如何促进受体细胞中的dsRNA内化和SIGS的分子机制可以通过提高dsRNA生物活性和减少化学杀菌剂的使用，有利于dsRNA-CD在其他植物病原体病理系统中的应用。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/adfm.202213143