近日，植保学院黄丽丽教授研究团队在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。
该研究得到了国家自然科学基金（U1903206，3217237559）和陕西省自然科学基础研究计划面上项目（2019JM-418）的资助。
原文链接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.19867
日期：2024-07-18
