利用RNAi靶向水平转移基因防控蚜虫和烟粉虱

以RNA干扰(RNAi)技术为基础的农业害虫防治技术正逐渐走向商业化。水平转移基因(HTGs)是从病毒、细菌、真菌或植物中转移到昆虫基因组的，是RNAi介导害虫防治的一个具有吸引力的靶点。HTGs通常是特定昆虫科甚至属的独特基因，这使得靶向这些基因的RNAi构建不太可能对瓢虫、草蛉和其他有益的捕食昆虫物种产生负面影响。

近日，美国康奈尔大学博伊斯汤普森研究所在国际知名期刊Plant Biotechnology Journal上在线发表题为“Horizontally transferred genes as RNA interference targets for aphid and whitefly control”的研究论文，该文章通过基因组测序，从桃蚜中鉴定出了30个HTGs，并利用植物介导的病毒诱导基因沉默（VIGS）证明了这些HTGs对蚜虫生长、发育、繁殖的影响。为了证明这种方法的适用性，该研究还使用VIGS靶向了5个烟粉虱HTGs，证明了其中一些基因的敲低影响烟粉虱的生存。由于在许多害虫基因组中已经发现了具有功能的HTGs，该文章建议进一步探索利用植物介导的RNA干扰技术防治害虫的高效和安全靶点。

首先，该研究对一个“USDA-Red strain”种类的桃蚜进行全基因组测序，并进行染色体组装（图1），利用生物信息学从中鉴定了30个预测从细菌、病毒、真菌或植物水平转移到桃蚜株USDA-Red和G006的HTGs。

随后，该研究利用烟草TRV VIGS载体系统敲低桃蚜基因表达，分别评估了沉默细菌、植物、真菌、病毒来源的HTGs对植食性蚜虫和食蚜虫瓢虫的影响，发现来自细菌和植物来源的几种HTGs对蚜虫的生长和生存很重要，沉默真菌源HTGs的表达不影响蚜虫的存活，但降低了蚜虫的繁殖。重要的是，尽管七星瓢虫通过蚜虫摄取了植物表达的RNA，但研究中没有观察到蚜虫靶向的VIGS结构对瓢虫有负面影响（图2）。

烟粉虱MEAM1至少有142个来自细菌和真菌的HTGs ，为了验证该方法对其他害虫的适用性，该研究选择了5个烟粉虱HTGs作为VIGS靶标，研究发现AchE和SQS的敲低会显著降低烟粉虱的存活率（图3）。

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！