廣東
稻瘟病、紋枯病、赤霉病等毀滅性的農作物病害，嚴重威脅全球糧食安全。解析病原菌與寄主植物的生物互作機制，闡釋病害發生機理，開發利用病害防治新策略，對于保障糧食安全至關重要。傳統研究認為，病原菌分泌蛋白質、小RNA等“效應子”進入寄主植物，通過破壞寄主免疫而實現致病。病原菌和植物的基因組中存在大量不編碼蛋白質的“暗物質”DNA，它們轉錄出的非編碼RNA如何調控生物互作，長久以來鮮為人知。
5月20日，西南作物基因資源發掘與利用國家重點實驗室陳學偉領銜的團隊在《自然》（Nature）上發表題為“A pathogen lncRNA secreted into rice sequesters a host miRNA for virulence（病原菌分泌lncRNA進入水稻劫持寄主miRNA以調控致病性）的研究論文。該研究揭示了病原菌與寄主之間非編碼RNA介導的跨界對話機制，為作物的廣譜抗病育種與病害綠色防控提供了新策略。
該研究以稻瘟菌-水稻為生物互作模型，通過鑒定病原菌長鏈非編碼RNA，發現其中的lnc117761會在侵染階段被大量生成，并明確了lnc117761作為病原菌新型“效應子”，由稻瘟菌跨界分泌進入水稻組織。敲除稻瘟菌lnc117761基因之后，突變菌株在水稻組織內侵染菌絲生長受阻，導致致病力嚴重受損。
該研究進一步揭開了lnc117761破壞水稻免疫系統的機制。lnc117761跨界進入水稻細胞后，基于序列互補配對精準尋找靶標，像強力磁鐵一樣，緊密吸附住水稻中名為miR5827的非編碼微小RNA。研究發現，miR5827是水稻免疫的正向調節因子，它通過抑制免疫負調控基因PKR1的表達，來幫助水稻抵抗病害。稻瘟菌的lnc117761在水稻細胞中，通過吸附miR5827，解除miR5827對其靶基因PKR1的表達抑制作用，導致釋放出的PKR1削弱水稻免疫反應，進而引起病害的發生。
更為重要的是，這一機制具有普遍性和應用價值。從微生物到植物的大量物種中，lnc117761與miR5827的互補配對序列廣泛存在，表明這種非編碼RNA介導的跨界對話機制，可能是自然界不同生物互作中的一種古老機制。利用配對的RNA，研發靶向病原菌的RNA生物農藥，以及針對作物微小RNA的免疫增強劑，能顯著增強水稻、小麥等作物抵御病害的能力。
該研究發現“RNA-RNA”直接互作是一種新型的病原菌-寄主識別機制，顛覆了以往以蛋白質為核心的免疫學認知，是由我國科研團隊主導的植物病理學又一重大突破。研究成果為深入認識非編碼序列的生物互作調控機制提供了新視角，為研創作物病害防控策略提供了新契機。研究得到了國家自然科學基金、新基石科學基金等項目的資助。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1038/s41586-026-10572-x
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