每日科研進(jìn)展 l 2022.06.16 l 綜述:宿主誘導(dǎo)基因沉默的分子機(jī)制

宿主誘導(dǎo)的基因沉默?(HIGS)?是指通過在宿主植物中表達(dá)同源雙鏈?RNA (dsRNA)?或人工?microRNA (amiRNA)?來沉默病原體和害蟲中的基因(圖?1)。這種跨界?RNA?沉默的發(fā)現(xiàn)使人們能夠開發(fā)基于?RNA?干擾的方法來控制多種作物病蟲害。

盡管?HIGS?是一種很有前途的策略,但這些調(diào)控?RNA?從植物轉(zhuǎn)移到病原體的機(jī)制,以及它們?nèi)绾握T導(dǎo)病原體中的基因沉默,卻知之甚少。這導(dǎo)致HIGS?治療效果存在很大差異。這種變異性可能是由于多種因素造成的,例如目標(biāo)病原體或害蟲從宿主吸收和/或加工?RNA?的能力、病原體或害蟲中選擇用于沉默的特定基因和目標(biāo)序列,以及何時(shí)何地,以及如何產(chǎn)生和轉(zhuǎn)移?dsRNA?或?amiRNA。同時(shí),基于噴灑的方案(SIGS),也是一種可行的害蟲防治策略,在這篇綜述中,總結(jié)了目前對?HIGS?分子機(jī)制的了解,確定了關(guān)鍵的未解決問題,并介紹了提高?HIGS和SIGS在作物病害控制中的功效和可重復(fù)性的策略。

提高HIGS 和SIGS 的功效需要了解植物和病原體吸收 RNA 的機(jī)制(圖 2)。?這之中,還有很多基本問題仍有待回答,例如如何選擇特定的 RNA 和 RNA 結(jié)合蛋白進(jìn)行輸出,以及它們?nèi)绾屋敵?。此外,還需要確定病原體 RNAi 機(jī)制在 HIGS 和 SIGS 中的作用。SIGS 是否需要來自植物或病原體的特定 AGO 蛋白?病原體攝取和轉(zhuǎn)運(yùn)RNA的機(jī)制是什么?一旦 RNA 被病原體吸收,它如何釋放到細(xì)胞質(zhì)中與病原體 RNA 結(jié)合?解決這一長串問題將需要一個(gè)強(qiáng)大的 HIGS 系統(tǒng),其中候選基因可以在宿主和病原體中被破壞,從而允許評估單個(gè)基因和基因家族對 HIGS 和 SIGS 的貢獻(xiàn)。
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https://doi.org/10.1093/plcell/koac165