研究揭示微生物种间RNAi并构建新型作物病害防控技术体系

近日，中国科学院微生物研究所郭惠珊团队在《自然-植物》（Nature Plants）上，发表了题为Microbe-induced gene silencing boosts crop protection against soil-borne fungal pathogens的研究论文。该研究发现了作物根际真菌的种间RNA干扰（种间RNAi），即sRNA能在真菌间传递并诱导RNAi；创建了基于种间RNAi的Microbe-induced gene silencing（MIGS）技术体系，开发了以有益微生物为 sRNA抗菌剂 天然载体的微生物制剂，可有效防治棉花和水稻的土传真菌病害。

科研团队在根际微生物中筛选到可进行遗传操作的益生菌（哈茨木霉，Th），以土传病原真菌（大丽轮枝菌，V592-GFP）携带的GFP为靶标，构建了可靶向目标sRNA的RNAi工程菌（Th-GFPi），创建了可视化的MIGS体系。当与Th-GFPi菌株共培养时，V592-GFP绿色荧光明显减弱（图1）。该工作证明了种间RNAi的存在，RNAi工程菌Th-GFPi可将sRNA传递到细胞外，并进入V592-GFP真菌细胞发挥RNAi作用。

为了检验MIGS技术能否应用于作物病害防控，该研究分别构建了靶向大丽轮枝菌（Th-Pmt2i）和尖孢镰刀菌（Th-Pmt2iFo）特异基因的工程菌。研究发现，在含有大丽轮枝菌（V592）或尖孢镰刀菌（Fsu）的培养基中，Th-Pmt2i 和Th-Pmt2iFo分别特异抑制靶标真菌的生长。

自然土壤环境中，Th-Pmt2i菌株比野生型Th表现出更强的防控棉花黄萎病的作用。同样，Th-Pmt2iFo比野生型Th表现出更强的防控水稻病害的作用，水稻株高和鲜重明显增加。上述成果证实了MIGS技术可有效进行作物病害防控，并具有广泛性和靶标特异性。

研究工作得到国家重点项目和中国科学院战略性先导科技专项（A类）的支持。