喷雾诱导基因沉默（Spray-InducedGeneSilencing，SIGS）是一种极具潜力的非转基因RNA干扰策略，近年来在农业病虫害防控领域备受瞩目。其原理是通过外源喷雾靶向特定基因的双链RNA（dsRNA），触发病原体或植物内的RNA干扰途径，抑制特定基因的表达，最终实现杀灭病原体或提升作物抗病能力的目标。基于SIGS策略开发的喷雾型RNA农药具有环境友好、精准靶向、研发周期短、应用场景多等优势，但在实际应用中也面临诸多挑战。例如，在自然环境里，RNA药物极易被降解；在进入有害生物体内的过程中，会遭遇有害生物体壁或细胞壁屏障的阻挡，且受到生物体内微环境以及降解酶系统的干扰，导致RNA药物稳定性差、递送效率低、诱导基因沉默效果不佳等问题。因此，开发一种能够稳定负载并高效递送dsRNA药物的载体系统成为推动SIGS策略广泛应用的关键。
研究团队从细胞间“物流系统”——细胞外囊泡（ExtracellularVesicles，EVs）的结构和功能上获得启发，创新性地设计了一种由非磷脂阳离子脂质体（STEs）与植物叶片细胞膜提取物融合而成的新型嵌合纳米囊泡（ExtracellularVesicleMimeticChimericNanovesicles，简称ECNs），并深入探究了其作为喷雾型RNA药物载体在作物保护方面的潜在应用价值。结果显示，ECNs巧妙整合了阳离子脂质体稳定负载dsRNA的能力与细胞膜组分高生物相容性的优点。以番茄晚疫病菌（Phytophthorainfestans）为例，建立了靶向致病菌关键基因的喷雾型RNA药物体系，实现了药物的高效稳定装载与递送，并成功诱导病原菌基因沉默，实现对植物病害的有效治理。这一成果为解决SIGS策略在实际应用中的核心难题和开发新一代环境友好型RNA农药递送载体提供了新思路和新方法。
该研究得到“十四五”重点研发计划项目和国家自然科学基金等支持。（编辑：李梦瑶常思萌）