Nanocarrier-Assisted Foliar Applications in RNAi-Based Plant Protection Systems

Özet

RNA interferans (RNAi), bitkilerde virüsler, fungal etmenler ve böcek zararlılarına karşı dizi-spesifik koruma sağlayan oldukça etkili bir gen susturma mekanizmasıdır. Bu doğal savunma sistemine dayanarak geliştirilen spray aracılı gen susturma (SIGS), patojen kökenli genleri baskılamak amacıyla nükleik asit moleküllerinin bitki yüzeylerine eksojen olarak uygulanmasını temel alır. Bu yaklaşım, transgenik bitkilerin geliştirilmesini gerektirmediği için sürdürülebilir bitki koruma stratejileri açısından umut vadeden ve çevre dostu bir yöntem olarak öne çıkmaktadır. Bununla birlikte, SIGS’in tarımsal uygulamadaki pratik kullanımı halen çeşitli zorluklarla karşı karşıyadır. Çift iplikli RNA (dsRNA)’nın etkinliği; yağmur, ultraviyole radyasyon, sıcaklık dalgalanmaları, enzimatik yıkım ve yaprak yüzeyinde sınırlı tutunma gibi çevresel ve fiziko-kimyasal faktörlerden sıklıkla kısıtlanmaktadır. Bu durum, RNA stabilitesini ve biyolojik etkinliği tarla koşullarında önemli ölçüde azaltmaktadır. Bu sınırlamalar, RNA temelli gen susturma teknolojilerinin bitki korumada başarılı şekilde uygulanmasının önündeki temel engelleri oluşturmaktadır. Son yıllarda nanopartikül tabanlı taşıma sistemleri, bu zorlukların aşılmasında potansiyel araçlar olarak önemli bir ilgi odağı haline gelmiştir. Bu sistemler, dsRNA stabilitesini artırarak, yaprak yüzeyinde kalıcılığını uzatarak ve uygulama sonrası biyolojik etkinliğini artırarak bu sorunların giderilmesine katkı sağlayabilir. Bununla birlikte, RNA temelli bitki koruma stratejilerinin başarılı şekilde uygulanabilmesi için nanotaşıyıcılar, dsRNA molekülleri, bitki yüzeyleri ve çevresel faktörler arasındaki etkileşimlerin kapsamlı şekilde anlaşılması ve bunların biyogüvenlik ile tarımsal uygulanabilirlik açısından dikkatle değerlendirilmesi gerekmektedir.