作者：土豆
图：灰霉菌（Botrytis cinerea）是一种代价高昂的植物致病菌，影响许多水果、蔬菜和花卉。
灰霉菌（Botrytis cinerea），又称灰葡萄孢菌，是一种广寄主性的、能够引起多种植物幼苗、果实及储藏器官的猝倒、落叶和腐烂等。在植物与病原体之间的战斗中，小RNA是这场战斗中侵略者和防御者所使用的武器。
在5月17日发表在Science杂志上的一篇论文中，加利福尼亚大学河滨分校（UCR）的研究人员报告了植物如何包装和传递小RNA或sRNA，用于抵御植物病原体。该研究集中在灰葡萄孢菌（Botrytis cinerea），这是一种在几乎所有的水果、蔬菜和许多花卉中引起灰霉病的真菌。
Hailing Jin，UCR天然和农业科学学院的微生物学和植物病理学教授，一直在研究sRNA在植物免疫和疾病中的作用。她的研究方向是制定有效和环保的战略来控制植物病害并确保粮食生产。
在跨界跨物种的RNA干扰的现象中，一些病原体和植物之间会发生相互作用，能够彼此交换sRNA。sRNA是通过干扰基因表达来调节生物过程的分子。虽然病原体将sRNA传递到植物细胞以抑制宿主免疫，但植物也可以将自己的sRNA转移入病原体以抑制病原体的感染能力。到目前为止，还不清楚sRNA如何在宿主和病原体之间的细胞水平间上移动和传递。
Jin的研究小组发现，在植物感染灰葡萄孢菌的过程中，植物细胞将sRNA包裹在一种囊泡内，被称为外泌体，它们从植物细胞中分泌并在感染部位附近聚集。这些“防御型囊泡”被真菌细胞有效地吸收，其转移宿主sRNA能抑制引起疾病所需的真菌基因的表达。该研究使用拟南芥（Arabidopsis thaliana）进行研究，由于易于生长和研究，拟南芥是一种广泛用作模式生物的小型开花植物。
Jin说：“我们发现外泌体在跨物种的RNA干扰中的作用将帮助我们开发新的有效传递方法，用人工sRNA去靶向植物病原体，目标是控制植物作物中的病原体病害。”
Jin说，她的研究小组还特征性地描述了从植物中转移到病原体的保护性sRNA的靶点，能帮助研究人员进一步鉴定一些参与病原体毒力的新基因。
图：Hailing Jin，UCR微生物学和植物病理学教授，是本研究的通讯作者
文章摘要：
一些病原体和害虫将小RNA（sRNA）递送到宿主细胞中以抑制宿主免疫力。 相反，宿主也可以将sRNA转移到病原体和害虫中以抑制它们的毒力。尽管在各种细胞间的相互作用中观察到过sRNA运输，但是sRNA如何转移，特别是从宿主转移到病原体的过程，仍然是未知的。 在这里，我们发现宿主拟南芥细胞分泌外泌体样的细胞外囊泡sRNAs保护其免受真菌病原体灰霉菌的伤害。这些含sRNA的囊泡在感染部位积累并被真菌细胞摄取。转移的宿主sRNA诱导沉默致病性关键的真菌毒力基因。因此，在与病原体进化的军备竞赛中，拟南芥将外泌体介导的跨物种RNA干扰作为其免疫应答的一部分。
参考文献：
- Cai Q, Qiao L, Wang M, He B, Lin FM, Palmquist J, Huang HD, Jin H. (2018) Plants send small RNAs in extracellular vesicles to fungal pathogen to silence virulence genes. Science [Epub ahead of print]
- Battling Bubbles: How Plants Protect Themselves from Killer Fungus. https://ucrtoday.ucr.edu/53511
