通过摄取dsRNA和PMRi沉默多个靶基因影响棉铃虫的发育和存活

由dsRNA触发的RNAi能够通过抑制对农业重要害虫生长发育至关重要的基因，进而实现害虫防控的目的。棉铃虫是一种广食性昆虫，以全球30多种重要经济作物为食，给粮食安全带来巨大威胁。目前，随着化学农药的应用，对杀虫剂和Bt毒素的抗性逐渐增强。

RNAi介导的通过产生与细菌和植物中的特定mRNA同源的dsRNA进行害虫防治具有很大的潜力。

在该研究中，选择乙酰胆碱酯酶（AChE）、蜕皮激素受体（EcR）和v-ATPase-A（vAA）基因作为RNAi靶点。将包含<500 bp编码序列的片段克隆到L4440载体中，以在细菌中产生dsRNA，并以反义方向克隆到TRV-VIGS载体中以在马铃薯叶片中瞬时表达dsRNA。

昆虫摄入细菌表达的dsRNA后，靶基因mRNA水平显著降低，导致棉铃虫幼虫死亡和发育异常。

图 1. 靶标基因的RNAi抑制效果

此外，用表达AChE的TRV-VIGS转化的植株的死亡率高于对照植株17%，在饲喂后10天记录到，转基因（瞬时）植株中观察到显著的抗性。

图 2. 棉铃虫对VDPS植物的取食试验

此外，在喂食表达EcR特异性dsRNA的马铃薯植株的幼虫中观察到幼虫的致死性和蜕皮缺陷。

图 3. 靶标基因的RNAi抑制效果及抑制ECR后的表型分析

定量RT-PCR对转录水平的分析表明，幼虫死亡率可归因于RNAi基因靶点的敲除。

图 4. 幼虫体重，死亡率以及靶标基因的相对表达量

结果表明，下调涉及ATP水解、发育基因转录刺激和神经传导的棉铃虫基因有可能作为RNAi生物杀虫剂靶点控制棉铃虫种群规模，从而减少作物损失。

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41598-022-14667-z