Индуцированная РНК-интерференция и её влияние на амплификацию вируса картофеля в растениях

Аннотация

Вирусные заболевания картофеля, особенно вирус Y картофеля (PVY), вирус скручивания листьев картофеля (PLRV), вирус M картофеля (PVM) и вироид веретеновидности клубней картофеля (PSTVd), крайне трудно контролировать, и они представляют собой серьезную проблему для мирового сельского хозяйства. В этом исследовании мы оцениваем противовирусный потенциал технологий РНК-интерференции (RNAi) и CRISPR/Cas13 в снижении вирусных титров и предотвращении патогенеза. Растения картофеля были инфицированы как отдельными, так и комбинированными вирусными патогенами, а затем обработаны конструкциями, содержащими гайдовую РНК (гРНК), сенсорные и антисмысловые последовательности, используемые как для RNAi, так и для деградации вирусной РНК, опосредованной Cas13. Количественная ПЦР (qPCR) использовалась для измерения уровней вирусной РНК, а прогрессирование заболевания наблюдалось в течение трех недель. Экспрессия Cas13 была подтверждена с помощью флуоресцентной микроскопии и вестерн-блоттинга. Результаты экспериментов с конструкциями RNAi показали снижение уровня вирусной РНК до 85% для PVY и 78% для PLRV. Конструкции CRISPR/Cas13 продемонстрировали еще более высокие показатели подавления вирусов (≥90% в некоторых вариантах обработки) с заметным облегчением симптомов. Синергетический эффект конструкций, направленных на несколько мишеней, привел к максимальному снижению вирусной нагрузки и тяжести заболевания. Различия между обработанными и контрольными растениями были статистически значимыми (p < 0,05). Это исследование демонстрирует, что RNAi и CRISPR/Cas13 могут повысить устойчивость картофеля к вирусным инфекциям. Обеспечивая масштабируемый, трансгенез-необусловленный подход к контролю заболеваний, эти методы способствуют развитию устойчивого сельского хозяйства и обеспечению глобальной продовольственной безопасности.