Spray-induced gene silencing (SIGS) presents a promising RNA interference (RNAi)-based crop protection strategy against eukaryotic phytopathogens. However, the application of SIGS faces challenges, such as the limited uptake of dsRNA by certain pathogens and the instability of dsRNA in the environment. This study introduces innovative biomimetic nanovesicles, called extracellular vesicle (EV) mimetic chimeric nanovesicles (ECNs), assembled from tomato leaf cell membranes and cationic sterosomes via the freeze–thaw method. Similar to the function of EVs in nucleic acid transport between cells, ECNs serve as a hybrid nanosystem to overcome the challenge of delivering exogenous dsRNA in Phytophthora infestans. When applied to SIGS, the superiority of ECNs in crop protection becomes more apparent, including high loading and protection of dsRNA, improved biosafety, and efficient internalization into pathogen and plant cells, all of which significantly enhance the efficacy of RNAi in preventing early infection of P. infestans to susceptible tomato plants. This study demonstrates that ECNs are promising RNA delivery vehicles and will promote the use of SIGS-based RNA pesticides in sustainable agricultural production.

中文翻译：

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用于喷雾诱导基因沉默中 dsRNA 递送的膜嵌合纳米囊泡的细胞外囊泡模拟设计，用于作物保护


喷雾诱导基因沉默 （SIGS） 提出了一种很有前途的基于 RNA 干扰 （RNAi） 的作物保护策略，用于对抗真核植物病原体。然而，SIGS 的应用面临挑战，例如某些病原体对 dsRNA 的摄取有限以及 dsRNA 在环境中的不稳定性。本研究介绍了创新的仿生纳米囊泡，称为细胞外囊泡 （EV） 模拟嵌合纳米囊泡 （ECN），由番茄叶细胞膜和阳离子甾体通过冻融法组装而成。与 EV 在细胞间核酸运输中的功能类似，ECN 作为一种杂交纳米系统，可克服在致病疫霉中递送外源 dsRNA 的挑战。当应用于 SIGS 时，ECNs 在作物保护方面的优越性变得更加明显，包括 dsRNA 的高负载和保护、改进的生物安全性以及有效内化到病原体和植物细胞中，所有这些都显着增强了 RNAi 在预防致病假单胞菌早期感染易感番茄植株方面的功效。这项研究表明，ECN 是有前途的 RNA 递送载体，并将促进基于 SIGS 的 RNA 杀虫剂在可持续农业生产中的使用。