欧洲基于 RNAi 的油菜害虫防治研究展望

1. 油菜和 RNAi 

鉴于欧洲种植油菜（欧洲油菜）的面积巨大，以及常规作物保护措施（例如广谱杀虫剂）可能对非目标生物和生态系统产生不利影响，迫切需要可持续发展的杀虫剂。RNA 干扰 (RNAi) 应用作为管理作物害虫的可行措施越来越受到关注。这种生物技术的好处在于对非目标生物和周围环境的相关生物安全。简而言之，这种生物安全性是由于双链 RNA（dsRNA，活性农药化合物）的核苷酸序列特异性作用模式；dsRNA 是一种天然分子，当在细胞内加工时，它可以可靠地导致特定物种中特定基因的靶向下调。在这里，我们讨论了推进基于 RNAi 的油菜害虫保护研究的前景；我们评估了在这一领域取得进展的复杂性、未知性和障碍。我们考虑：害虫生理学中与 RNAi 相关的知识空白；基于 RNAi 的方法和步骤涉及从生物信息学到实验室、半田间和田间的发展过程中可能感兴趣的害虫生态位和其他生态方面。

2. 研究前景：关键类群

Psylloides chrysocephala可能通过取食暴露于目标特异性 dsRNA（以下称为进食 RNAi）对 RNAi 表现出敏感性，因为迄今为止检测的所有金花虫科 昆虫都表现出对低浓度 dsRNA 的敏感性. 由于这种害虫在植物生长的早期阶段定殖油菜作物，鉴于 dsRNA 的系统特性，通过种子处理检查 RNAi 是管理这种害虫的一个值得注意的优先事项。事实上，专门从事基于 dsRNA 的作物保护（GreenLight Biosciences，马萨诸塞州，美国）和种子处理技术（Germains Seed Technology，诺福克，英国）的行业已经合作加速开发用于控制农业害虫的 dsRNA 种子处理方法（GreenLight Biosciences , 2022)。

油菜有几种主要的象鼻虫害虫，包括 Ceutorhynchus 属的成员。然而，对象鼻虫的进食 RNAi 研究表明其敏感性不同，即使在同一属内也是如此。研究表明，象鼻虫进食 RNAi 敏感性的障碍是由于 dsRNase（分解 dsRNA 的酶）分泌到中肠液中，中肠是昆虫消化的第一个部位。 Ceutorhynchus spp.可能代表用于检查代表性物种之间转录组差异和/或相似性的模式生物，可能有助于开发高度针对性的害虫管理和/或同时管理多种油菜象鼻虫害虫的潜在有价值的数据。鉴于先前研究的大多数象鼻虫的进食 RNAi 敏感性较低，在研究潜在的 RNAi 策略时，必须在 Ceutorhynchus spp 中分析进食 RNAi 敏感性的潜在障碍。

Brassicogethes aeneus 是油菜害虫中唯一被基于 RNAi 策略的潜在防治对象。然而，有效致死所需的 dsRNA 浓度较高，以及显著致死所需的进食 dsRNA 暴露时间长。 因此，需要进一步的研究来了解昆虫体内 dsRNA 摄取的障碍，例如中肠中潜在的 dsRNA 降解或在 B. aeneus 中阻碍跨肠道和/或细胞膜的运输。

蚜虫，尤其是桃蚜（Myzus persicae）会在油菜生产中造成重大的经济损失。对 M. persicae 的研究表明不同的进食 RNAi 功效，这可能是研究不同种群的效果，以及该物种对宿主植物的高水平适应性。因此，该物种可能是进食 RNAi 环境测试的良好候选者，正如对欧洲科罗拉多马铃薯甲虫种群所做的那样。蚜虫还为将生物控制与 RNAi 相结合的研究提供了机会。叶等人观察到微生物生物防治剂白僵菌在三种蚜虫（桃蚜、豌豆蚜和柑橘蚜）中的毒力增加，因为革兰氏阴性结合蛋白 (GNBP1) 的靶向下调对识别真菌病原体很重要。可能适用于将 RNAi 与生物防治相结合的研究的其他类型的生物防治剂包括寄生蜂和捕食性节肢动物。

3. 其他

大多数上述油菜害虫物种的一个关键知识差距是缺乏公开的转录组信息。由于目前的立法阻碍了欧盟国家 RNAi 栽培品种（持续表达 dsRNA 是植物组织）的田间种植，因此基于 RNAi 的策略已针对外源 dsRNA 应用，例如喷雾剂或拌种剂。因此，需要在田间条件下检查外源应用的 dsRNA 在油菜组织中的持久性/分布。此外，这需要在目标害虫相关组织中确定（例如，针对 P. chrysocephala 时的叶和茎，或针对 B. aeneus 时的开花结构）。最后，对于任何给定的目标物种，基于 RNAi 的害虫管理都存在潜在的生理和/或生态障碍；因此，应在感兴趣的油菜害虫中研究这些对 RNAi 功效的潜在障碍。

原文链接：

https://www.researchgate.net/publication/365098519_Prospects_for_research_on_RNAi-based_protection_against_insect_pests_of_oilseed_rape_in_Europe

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