每日科研进展 l 2022.06.01 l 碳源纳米材料促进植物中dsRNA 的传递并增加 siRNA的产生

碳纳米粒子在农业中的使用是一个值得关注的对象，因为它们对植物发育或环境污染的潜在影响。研究人员从葡萄糖或蔗糖中获得碳点作为成核源，用支链聚乙烯亚胺钝化它们以开发 dsRNA 纳米复合材料。使用流体动力学分析、透射电子显微镜、X 射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱对 CD 进行了全面表征。电位决定了CDs具有正电荷，具有良好的电泳迁移率和导电性，适合制备dsRNA纳米复合材料。通过喷洒将裸露的或涂有CD的DsRNA递送至黄瓜植物的叶子。对进入叶子的 dsRNA 进行定量显示，当用 CD 包被时，检测到的 dsRNA 比裸 dsRNA 多 50 倍（图 1）。

此外，当 dsRNA 被 CD 包被时，源自喷雾 dsRNA 的特定 siRNA 的丰度增加了 13 倍。在远端叶片中测定了系统性 dsRNA，当作为纳米复合材料递送时，其浓度显著增加。类似地，当喷洒 CD-dsRNA 纳米复合材料时，远端叶片中的全身性 siRNA 明显更丰富。此外，FITC 标记的 dsRNA 显示在质外体中积累，并在涂有 CD 时增加其进入植物的机会（图 2）。这些结果表明，通过水热合成获得的 CD 适用于 RNAi 植物应用中的 dsRNA 叶面递送。

植物中碳纳米颗粒的损害已被证明是剂量依赖性的。因此，考虑到我们应用于植物以提供 dsRNA 的极少量（以微克为单位），我们预计植物发育不会出现问题。在将 gCDs 初步应用于黄瓜植物以控制黄瓜绿色轻度花叶病毒的 dsRNA 时，我们没有观察到植物生长的异常变化（未显示）。因此，调节剂应考虑在田间农业应用中可能需要的制剂中活性剂（dsRNA/siRNA）和伴随佐剂的数量限制。这项研究表明，我们已经使用水热合成和透析获得了碳纳米颗粒，它们足以用于植物的 RNAi 应用，例如针对病毒、真菌或昆虫的作物保护。

原文链接：

https:// doi.org/10.3390/ijms23105338