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报告人: 蔡强 博士
博士后
加州大学河滨分校
University of California, Riverside
Email: qiangcai@ucr.edu
报告题目: 小RNA-跨界基因沉默-植物病原菌相互作用
报告时间：2018年11月15日（星期四） 上午9:30
报告地点：生命科学技术学院2-116会议室
联 系 人：张大兵
研究方向
主要致力于小RNA参与植物-病原菌相互作用的研究。小RNA是一类调控基因表达的重要分子。目前研究表明，小RNA诱导的基因沉默在植物对抗细菌、真菌、卵菌、病毒及害虫中都起着重要作用；而来源于病原菌的小RNA也能增强病原菌对植物的致病性(Cai et al., 2018)。在植物系统中，小RNA可以通过胞间连丝在细胞间移动，或者通过微管组织长距离运输，到目的组织中调控基因的表达。小RNA的移动性被认为是其功能的一种体现。近年来，研究人员发现小RNA可以跨越物种之间的屏障，进入不同物种中调节基因的表达(Cai et al., 2018)，这种现象被称为跨界基因沉默（Cross-kingdom RNAi）。基于这种现象，通过在植物中表达针对于病原菌的人工的双链dsRNA分子能有效诱导病原菌关键基因的沉默（host-induced gene silencing, HIGS），目前已成为植物病害防治的有效手段(Wang et al., 2017)。
小RNA-跨界基因沉默-植物病原菌相互作用
我们以植物宿主拟南芥和真菌灰霉菌为研究对象，研究小RNA在植物与病原菌相互作用中的作用机制。我们早期研究发现病原菌（灰霉菌）能将其自身的小RNA跨界运输至植物宿主（拟南芥）中抑制植物免疫基因的表达，从而达到入侵植物的目的(Weiberg et al., 2013)。因此，病原菌的RNA可作为一种效应分子，用于调控宿主的免疫系统，而之前人们认为效应分子都是蛋白质。随后在动物系统中也发现寄生线虫将小RNA作为效应分子，转运到宿主（小鼠）细胞中，抑制宿主的免疫基因表达(Buck et al., 2014)。
基于以上研究，我们重点研究小RNA运输的另一个方向，即阐明宿主内源小RNA是否可以运输至病原菌中作为植物的免疫防御手段。进而重点研究植物-病原菌互作过程中小RNA的转运机制，即宿主内源小RNA如何跨界影响病原菌关键致病基因的表达，进而抑制病原菌的致病性。该研究对于阐明宿主和病原菌之间的相互交流、特别是植物的抗病机制具有重大的的意义，同时也为进一步开发跨界基因沉默介导的植物病虫害防治提出了新的思路和设想。研究成果近期发表在Science期刊上（2018 Jun 8; 360:1126-1129）。
参考文献
Buck, A.H., Coakley, G., Simbari, F., McSorley, H.J., Quintana, J.F., Le Bihan, T., Kumar, S., Abreu-Goodger, C., Lear, M., Harcus, Y., Ceroni, A., Babayan, S.A., Blaxter, M., Ivens, A., and Maizels, R.M. (2014). Exosomes secreted by nematode parasites transfer small RNAs to mammalian cells and modulate innate immunity. Nature communications 5, 5488.
Cai, Q., He, B., Kogel, K.H., and Jin, H. (2018). Cross-kingdom RNA trafficking and environmental RNAi-nature's blueprint for modern crop protection strategies. Current opinion in microbiology 46, 58-64.
Wang, M., Thomas, N., and Jin, H. (2017). Cross-kingdom RNA trafficking and environmental RNAi for powerful innovative pre- and post-harvest plant protection. Curr Opin Plant Biol 38, 133-141.
Weiberg, A., Wang, M., Lin, F.M., Zhao, H., Zhang, Z., Kaloshian, I., Huang, H.D., and Jin, H. (2013). Fungal small RNAs suppress plant immunity by hijacking host RNA interference pathways. Science 342, 118-123.
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