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大豆研究设计并实施了一种更有效且毒性更低的生物杀菌剂

植物的真菌病害通常通过使用杀真菌剂来控制,杀真菌剂不仅对引起这些疾病的病原体有毒,而且对其他生物体有毒,包括人类、动物和环境,尤其是在长期和重复施用后。最近的一篇文章总结了使用 dsRNA 分子来控制真菌植物病害的尝试,dsRNA 分子本身无毒且存在于所有生物体中。

“我们的研究探索了使用 dsRNA 分子(类似于辉瑞和现代疫苗中使用的 mRNA 分子)作为控制植物真菌病害的生物杀菌剂的潜力,”路易斯安那州立大学农业部植物病理学家陈志元解释说。中心。“DsRNA 对非靶向生物没有毒性或对环境有害。它们携带特定物种的遗传信息,使它们只对目标病原体有毒。”

作为概念验证研究的第一步,研究生 Marija Zivanovic 和他的导师陈志元博士从大豆尾孢叶枯病 (CLB) 的致病因子中选择了五个基因,并合成了具有序列的 dsRNA 分子与那些基因相同。

“通过修改和微调,我们能够持续大量生产 dsRNA。这种生产方法比以前用于研究真菌病原体的商业方法便宜得多,它使我们能够筛选这些 dsRNA 抑制病原体产生尾孢菌素的能力,”陈说。“我们发现细菌细胞中大量产生的 dsRNA 可用于抑制实验室条件下真菌毒素的产生。”

由几种真菌基因制成的 DsRNA 可有效抑制毒素产生,这有望进一步应用于植物和管理美国南部最重要的大豆真菌病害之一 通过这种简单的筛选方法鉴定的两种最有效的 dsRNA 目前正在正在测试它们减少大豆植物 CLB 的能力。

“我们相信这是 dsRNA 首次成功用于抑制这种大豆主要病原体的毒素产生,证明了使用细菌中产生的 dsRNA 来控制真菌植物病害的潜力,”Zivanovic 补充道。“通过应用针对保守基因的 dsRNA,这种方法还可用于有效管理一个属的多种病原体。”

他们的研究为管理植物病害和提高农业生产的可持续性提供了一种新的、经济的且可能更有效的方法。与需要提前施用以将残留物降解至安全水平的商业杀虫剂不同,DsRNA 可能在收获前一天施用而不会对消费者造成伤害。这种方法还提供了一种减少病原体种群中杀菌剂抗性发展的解决方案。

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