靶向BcTRE1基因的dsRNA-LDH纳米载体递送系统在灰霉病防控中的应用研究

本研究针对灰霉病防治中化学药剂耐药性问题，筛选出病原菌Botrytis cinerea 关键毒力基因BcTRE1作为RNAi靶点，开发基于dsRNA-LDH纳米载体的递送系统。结果显示BcTRE1-dsRNA可显著抑制真菌生长（7天）而LDH载体将保护期延长至11天，为作物真菌病害绿色防控提供新策略。

　　

灰霉病是由真菌Botrytis cinerea
引起的毁灭性作物病害，每年造成全球数十亿美元损失。传统化学杀菌剂虽能短期控制病害，但耐药性发展和环境危害问题日益突出。在此背景下，基于RNA干扰（RNAi）的喷雾诱导基因沉默（SIGS）技术因其高度靶向性和环境友好特性，成为植物病害防控研究的新热点。然而，裸露双链RNA（dsRNA）在田间易降解、持效期短的问题严重制约其应用，同时如何筛选高效且安全的靶基因仍是技术推广的关键瓶颈。

中国自然科学基金资助项目的研究团队在《Physiological and Molecular Plant Pathology》发表论文，系统评估了5个毒力基因（BcPME1、BcNOX、BcBOS1、BcTRE1和BcPLS1）作为RNAi靶点的有效性，并创新性采用层状双氢氧化物（LDH）纳米载体解决dsRNA稳定性难题。研究通过Nicotiana benthamiana
-B. cinerea
互作体系，结合分子生物学与纳米材料技术，为灰霉病可持续防控提供了突破性解决方案。

关键技术方法包括：1）从B. cinerea
mRNA库筛选基因特异性片段构建dsRNA；2）HT115大肠杆菌表达系统生产dsRNA；3）LDH纳米载体负载优化；4）qPCR检测基因沉默效率；5）离体孢子萌发抑制实验和活体叶片接种评估。

研究结果

靶基因筛选与dsRNA制备
通过BLASTn比对从13个候选基因中精选5个毒力基因，成功构建pET28a重组质粒并在HT115中表达。电泳验证显示所有dsRNA均成功合成，其中BcTRE1-dsRNA在后续实验中表现最优。

BcTRE1-dsRNA的抑制效果
离体实验表明，BcTRE1-dsRNA对孢子萌发和菌丝生长的抑制率分别达78%和65%，显著高于其他dsRNA（p<0.01）。接种试验显示，处理组叶片病斑面积减少82%，qPCR证实BcTRE1表达量下降90%。

LDH纳米载体的增效作用
裸露dsRNA的保护窗口仅维持7天，而LDH负载的BcTRE1-dsRNA在第11天仍保持60%抑制率。透射电镜显示LDH能有效包裹dsRNA并促进植物吸收，体外稳定性实验证实其抗核酸酶降解能力提升3倍。

讨论与结论
该研究首次证实BcTRE1（编码海藻糖酶）是灰霉病RNAi防控的理想靶点，其高效性可能源于该基因在真菌碳代谢和胁迫响应中的核心作用。LDH载体通过缓释作用和物理保护显著延长dsRNA活性，这种"基因农药+纳米递送"的创新模式突破了SIGS技术田间应用的瓶颈。

研究团队特别指出，BcTRE1在植物和有益微生物中缺乏同源序列，大幅降低了脱靶风险。该成果不仅为灰霉病防控提供了特异性分子靶标，其建立的LDH-dsRNA递送平台可推广至其他作物病害管理，代表着农业绿色防控技术的重要突破。未来研究将重点优化纳米载体配方并开展田间试验，以加速该技术的实际应用。