生物学的ストレスは植物の小分子RNAとRNAiの防御反応を誘発する

Biotic stress triggered small RNA and RNAi defense response in plants.

• Mohsin Ali
• Ayesha Javaid
• Sajid Hassan Naqvi
• Anicet Batcho
• Waqas Khan Kayani
• Aamir Lal
• Imtiaz Ahmad Sajid
• Joy O Nwogwugwu

抄録

作物の収量は、異なるタイプの生物学的ストレスによって大きく影響を受ける。ダメージを最小限に抑えるために、作物の植物は、転写レベルおよび転写後レベルでの遺伝子発現のリプログラミングを介してストレス条件を克服するために自分自身を適応させました。悪環境下での植物の反応をよりよく知ることで、より優れたストレス耐性を持つ植物を開発するための新しい方法論と戦略が適用されてきた。このようにして、植物の生物学的ストレスに対抗するために、低分子RNA（マイクロRNAと低分子干渉RNA）が中心的な役割を果たしていることが報告されている。これらの小分子RNAは、ストレス刺激に応じて遺伝子の発現を調節し、ストレスに打ち勝つための潜在的な役割を果たしていることが知られています。これらのストレス誘発性small RNAは、植物のストレスに対する応答に悪影響を及ぼす可能性のある標的遺伝子の発現を低下させる可能性があります。逆に、miRNAは、その発現をダウンレギュレートして標的遺伝子の発現をアップレギュレートすることができ、ストレスへの適応を積極的に助ける可能性がある。これと並行して、昆虫、真菌、植物病原体の機能的ゲノム研究においても、RNA干渉（RNAi）の利点が述べられています。RNAiは、生物学的ストレスの原因となる病原体（例えば真菌や昆虫）の標的となるmRNAへのdsRNAの安全な輸送に関与しており、植物を被害から救うことができ、化学農薬の使用に比べて安全なアプローチである。今回のレビューでは、植物を生物学的ストレス条件から救うためのスモールRNAの役割とRNAiの利用についてまとめられています。

The yield of crops is largely affected by different types of biotic stresses. To minimize the damage, crop plants adapted themselves to overcome the stress conditions through gene expression reprogramming at transcriptional and post-transcriptional levels. With a better knowledge of plants' responses in adverse environments, new methodologies and strategies have been applied to develop better stress-tolerant plants. In this manner, small RNAs (micro RNA and small-interfering RNA) are reported to play a central role to combat biotic stresses in plants. Depending upon the stress stimuli, these small RNAs can up or down regulate the genes expression, that indicate their potential role in overcoming the stress. These stress-induced small RNAs may reduce the expression of the target gene(s) that might negatively influence plants' response to the adverse conditions. Contrariwise, miRNA, a class of small RNA, can downregulate its expression to upregulate the expression of the target gene(s), which might positively aid to the stress adaptation. Along with this, benefits of RNA interference (RNAi) have also been stated in functional genomic research on insects, fungi and plant pathogens. RNAi is involved in the safe transport of dsRNA to the targeted mRNA(s) in the biotic stress-causing agents (for example fungi and insects) and saves the plant from damage, which is a safer approach compared to use of chemical pesticides. The current review summarizes the role of small RNAs and the use of RNAi to save the plants from biotic stress conditions.