环植所在纳米基因载体研究方面取得新进展
作者：张贺
来源：环境与植物保护研究所
日期：2023-07-11
环植所热带果树病害研究团队与海南大学万迎朗教授团队合作，在纳米基因载体负载RNA分子导入植物细胞的研究方面取得重要进展。针对纳米材料短缺、递送技术匮乏等难题，优化合成类水滑石纳米材料（LDH），证明LDH可以作为纳米基因载体负载多种RNA分子突破细胞壁的物理屏障导入植物细胞中，是一种新型的、广谱的、操作简便的类水滑石纳米基因载体，丰富了纳米材料递送RNA的理论，为其广泛应用在植物生物学领域提供新思路。
纳米基因载体递送功能基因或核酸到完整的植物细胞，是一种新兴的、有希望替代传统基因功能研究的方法。研究团队通过运用纳米材料科学、植物生物学等交叉学科的理论和技术，开展了基于纳米材料的递送系统将小干扰RNA(siRNA)、双链RNA(dsRNA)和环状RNA(circRNA)等多种RNA分子导入完整的植物细胞中的新方法探索。研究证明，类水滑石纳米材料（LDH）可以负载多种RNA分子进入模式植物的叶片、茎、根等组织中，突破了植物细胞壁、细胞膜的限制，且多种RNA分子高效发挥预期功能，说明LDH可以作为一种新型的纳米基因载体负载RNA分子进入植物细胞，为基因功能检测和siRNA、dsRNA、circRNA等RNA分子的功能研究提供新载体和新方法。该研究为拓宽纳米基因载体的应用范围，运用LDH吸附LRR-dsRNA技术，实现LDH负载LRR-dsRNA的跨壁跨膜递送，与目标基因过表达和病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）相比较，发现LDH递送LRR-dsRNA技术，具有VIGS类似的基因沉默作用，从而简化了RNA干扰技术的操作流程。本研究建立的LDH介导的新型喷施诱导的基因沉默技术，也适用于纳米RNA农药研发领域。
本研究成果已在《Plant Methods》等中科院大类2区期刊上发表SCI论文4篇，被《Plant Communications》等主流期刊引用。环植所张贺博士学位论文《类水滑石纳米基因载体负载RNA分子导入植物细胞的研究》获得“2022年海南省优秀博士学位论文”（导师：万迎朗教授），该系列成果得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、海南省自然科学基金、院科技“揭榜挂帅”等项目的联合资助。
