RNA最小自由能和间隔序列对四个菌核菌毒力基因沉默的影响

《Scientific Reports》：Effect of RNA minimum free energy and spacer on silencing of four Sclerotinia sclerotiorum virulence genes

　　

摘要

RNA沉默技术的发展为植物病害防治提供了新的途径。在沉默过程中，所使用的siRNA/miRNA结构的最小自由能（MFE）会显著影响其沉默靶基因的能力。因此，本研究重点考察了MFE对核盘菌（S. sclerotiorum）四个基因——几丁质结合结构域、丝裂原活化蛋白激酶、草酰乙酸乙酰水解酶和丰水素酶3——沉默的影响。为此，在体外合成了上述基因的双链RNA（dsRNA），包括单独基因和基因组合。同时，在体外和体内合成了这些基因作为串联重复序列的发卡RNA（hpRNA）。用7 ng/μl的dsRNA处理S. sclerotiorum菌丝体菌落时，与对照组相比，所有靶基因均被完全沉默，且该效果与其MFE无关。在另一项研究中，0.12 ng/μl的低MFE（LMFE）hpRNA的应用与对照组相比，使所有基因的沉默效果更强（P?=?0.05）；与高MFE（HMFE）序列相比，四个基因中有三个的沉默效果也更强。将LMFE hpRNA喷洒在油菜（Brassica napus）植株上，与对照组及HMFE hpRNA相比，病害严重程度有所降低（P?=?0.05）。此外，hpRNA中间隔序列的存在提高了沉默效率（P?=?0.05）。在本研究条件下，MFE和RNA间隔序列在RNA沉默的有效性中发挥了关键作用，在设计病原控制策略时应予以考虑。