近日,中国农业大学园艺学院李天忠教授团队在Plant Communications期刊发表题为Enhancing apple disease resistance using magnetic nanoparticles carrying artificial miRNAs that suppress a tRNA-derived small RNA targeting a disease-resistant gene的研究成果,利用苹果tRNA衍生小RNA(tsRVal)序列设计并构建抑制tsRVal积累的artificial miRNA(si-tsRVal)载体,结合Fe3O4磁性纳米颗粒(MNPs)制备纳米抗病药剂,通过叶面喷施方式,高效将 si-tsRVal 质粒递送进入苹果叶片细胞,增强苹果叶部病害抗病能力,达到长效绿色防控效果,升级果树综合抗病防线。该研究由中国农业大学李天忠/张秋雷团队完成,张秋雷副教授为论文第一作者,李天忠教授为论文通讯作者。
该研究通过small RNA测序获得一个tRNA衍生小RNA,tsRVal,在感病品种中接种苹果斑点落叶病(ALT1)、炭疽叶枯病(GLS1)和褐斑病(MLS1)诱导其富集,tsRVal结合苹果AGO1蛋白靶向苹果抗病基因MdTIR-1,调控苹果早期落叶病抗性。利用tsRVal序列设计并构建抑制 tsRVal 积累的artificial miRNA(si-tsRVal)载体,结合Fe3O4磁性纳米颗粒(MNPs)制备纳米抗病药剂,通过叶面喷施的方式,高效将 si-tsRVal 质粒递送进入苹果叶片细胞。
除对组培苗喷施试验外,本研究进一步在盆栽幼苗与大田成树两个维度开展了MNP–si-tsRVal复合物抗病性验证试验。结果显示,经MNP–si-tsRVal复合物喷施试验组植株发病和落叶情况明显优于对照组(Control和MNP–EV),MNP–si-tsRVal复合物能够有效增强苹果植株对早期落叶病的抗性,显著抑制病害的发生与发展,且具备长效防控效果。
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