2025年12月17日，太阳成集团tyc33455李天忠教授领衔团队在Plant Communications 在线发表了题为Enhancing apple disease resistance using magnetic nanoparticles carrying artificial miRNAs that suppress a tRNA-derived small RNA targeting a disease-resistant gene的研究论文，利用苹果 tRNA 衍生小 RNA（tsRVal）序列设计并构建抑制 tsRVal 积累的artificial miRNA（si-tsRVal）载体，结合Fe3O4磁性纳米颗粒（MNPs）制备纳米抗病药剂，通过叶面喷施方式，高效将 si-tsRVal 质粒递送进入苹果叶片细胞，增强苹果叶部病害抗病能力，达到长效绿色防控效果，升级果树综合抗病防线。
苹果（Malus domestica）是全球广泛种植和重要的经济果树，然而早期落叶病对苹果产业的可持续性构成了严重威胁。苹果早期落叶病包括由Alternaria alternata f. sp. mali、Glomerella cingulata和 Marssonina coronaria引起苹果树叶斑和早期落叶的叶部病害总称，主要包括褐斑病、斑点落叶病和炭疽叶枯病。长期以来化学防治仍然是降低苹果早期落叶病发病率主要手段，过多使用农药不但增加生产成本，也污染环境、危害人类健康，导致耐药致病菌出现。因此，开发针对苹果早期落叶病的环保生物农药，减少化学防治过程中带来的诸多危害的同时增强苹果综合抗性，保障受病害严重地区苹果正常生产，为我国苹果真菌类病害的高效防治提供理论及技术储备。
该研究通过small RNA测序获得一个tRNA衍生小RNA，tsRVal，在感病品种中接种苹果斑点落叶病（ALT1）、炭疽叶枯病（GLS1）和褐斑病（MLS1）诱导其富集，tsRVal结合苹果AGO1蛋白靶向苹果抗病基因MdTIR-1，调控苹果早期落叶病抗性。利用tsRVal序列设计并构建抑制 tsRVal 积累的artificial miRNA（si-tsRVal）载体，结合Fe3O4磁性纳米颗粒（MNPs）制备纳米抗病药剂，通过叶面喷施的方式，高效将 si-tsRVal 质粒递送进入苹果叶片细胞。
除对组培苗喷施试验外，本研究进一步在盆栽幼苗与大田成树两个维度开展了MNP–si-tsRVal复合物抗病性验证试验。结果显示，经MNP–si-tsRVal复合物喷施试验组植株发病和落叶情况明显优于对照组（Control和MNP–EV），MNP–si-tsRVal复合物能够有效增强苹果植株对早期落叶病的抗性，显著抑制病害的发生与发展，且具备长效防控效果。
本研究立足于苹果tsRNA的作用机制与调控通路，依托小RNA碱基互补配对的核心原理，成功研发出MNP–si-tsRVal新型绿色生物制剂。该制剂摆脱了对化学杀菌剂的依赖，不仅为苹果早期落叶病的绿色防控开辟了全新路径，更为替代传统化学防治手段、促进苹果产业的可持续发展提供了重要的技术支撑。
该研究由太阳成集团tyc33455cc李天忠/张秋雷团队完成，张秋雷副教授为论文第一作者，李天忠教授为论文通讯作者，已毕业硕士研究生刘飞宇、在读博士生郭青青和唐金琦共同参与研究。该研究得到国家重点研发计划（2022YFF1003102）、国家自然科学基金（32272640 和32341040）等项目资助。
供图、供稿：李天忠/张秋雷团队
编辑：王冰莹、蒋晓彤
审核：付国强
