西北农林在苹果树腐烂病致害机理研究中取得新进展

植物科学最前沿 · 公众号 · · 2024-06-16 21:42

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近日，西北农林果树病害致灾机理及综合防控团队 黄丽丽 教授课题组在 New Phytologist 上发表了题为“ VmRDR2 of Valsa mali mediates the generation of VmR2 -siR1 that suppresses apple resistance by RNA interference ”的研究论文。该研究通过深度测序、分子生物学、遗传学和生物化学方法，揭示了苹果树腐烂病菌（ Valsa mali） VmRDR2 基因通过调控 VmR2 -siR1的生成抑制苹果抗病相关基因的表达，进而抑制苹果的抗病性的机理。博士研究生梁家豪为论文第一作者，黄丽丽教授和冯浩教授为论文通讯作者。

RNA干扰（RNAi）是一种由非编码的小RNA（small RNA, sRNAs）介导，广泛存在于真核生物中高度保守的基因沉默机制，参与多种生物学过程。近年来研究发现RNAi在植物与病原体相互作用中扮演着关键角色。然而，关于病原真菌如何利用RNAi机制，尤其是信号扩增组件RdRP在 sRNA 生成以及调控植物防御反应的作用机制尚未见报道。

该研究首先发现 V. mali 存在两个同源的VmRDR1和VmRDR2，均含有RdRP保守结构域， VmRDR2 缺失后病原菌的致病力显著降低， VmRDR1RDR2 双基因缺失后病原菌致病力极显著降低，表明其在 V. mali 侵染寄主过程中至关重要。随后通过sRNA测序分析发现， VmRDR2 的缺失大幅度降低了病原菌的sRNA丰度，特别是影响了内源小干扰RNA（Small interfering RNA；siRNA）的生成。进一步针对影响最显著的 VmR2 -siR1进行分析，发现 VmR2 -siR1正向调节病原菌的致病力，降解组测序结合相关实验发现 VmR2 -siR1可以特异性地降解苹果 MdLRP14 基因的表达。进一步研究发现 MdLRP14 的过表达能够增强苹果对 V. mali 的抗性，而 VmR2 -siR1的存在则能抑制这种抗性的产生。此外， MdLRP14 基因沉默也会降低苹果的抗病性。本研究首次揭示了腐烂病菌如何利用RNAi通路中的RdRP来抑制寄主苹果的防御反应，为理解跨界RNAi在植物-病原体互作过程中的作用提供了新的视角，为探究植物与病原体之间的复杂相互作用提供了重要的科学依据。