细菌介导的RNAi用于防治美国白蛾：目标基因筛选和致死效应分析

美国白蛾Hyphantria cunea是一种世界性的入侵森林害虫，给林业生产造成严重的生态和经济损失。目前，化学杀虫剂是应用最广泛的防治H. cunea的策略。然而，长期使用杀虫剂会导致害虫的抗性、植物毒性、环境恶化，并对人类健康造成影响。RNA干扰（RNAi）技术是一种环境友好型的新型害虫防控策略，然而，目前在H. cunea上还缺乏有效的RNAi靶标基因和应用方法。

该文章利用双链RNA（dsRNA）注射法进行初步和重复筛选试验，从23个候选基因中筛选并获得了两个高效的RNAi靶标基因，分别为vATPase A（V-type proton ATPase catalytic subunit A）和Rop（Ras opposite）。针对这两个基因的RNAi能有效地抑制各目标mRNA水平并干扰幼虫生长，导致幼虫明显死亡和蛹的异常。

图 1. 靶标基因的RNAi效应分析

图 2. 抑制vATPase A和Rop基因对昆虫生长及化蛹影响

为了大量生产dsRNA，并将RNAi技术实际应用于H. cunea，使用L4440表达载体和大肠杆菌HT115菌株制备了表达这两个基因的dsRNA的转化菌。饲喂表达针对vATPase A和Rop基因的dsRNA的昆虫显示出高死亡率以及与注射处理相同的畸形表型。

图 3. 饲喂表达靶标基因dsRNA的细菌对昆虫生长发育的影响

为了进一步研究靶向这两个基因对幼虫发育的致死作用，对RNAi样本进行了转录组测序（RNA-seq）。结果表明，RNAi后昆虫多个代谢途径出现紊乱，与昆虫角质层代谢相关的大多数基因的表达水平都有明显不同，这可能直接影响到了昆虫的正常正常。此外，通过RNA-seq分析还获得了一些新的发现，沉默vATPase A后，孕激素介导的卵细胞成熟和卵细胞减数分裂过程明显不同。dsHcRop处理后昆虫嗅觉蛋白相关基因明显下调。

通过该研究表明，vATPase A和Rop基因是H. cunea中两个高效的RNAi介导的致死基因，抑制该基因后，通过多种代谢途径调节昆虫生长。饲喂表达vATPase A和Rop的dsRNA的细菌可以作为一种有效的H. cunea管理策略。该文章也是第一个应用细菌介导的RNAi来控制这种入侵性害虫的研究，这是RNAi技术在H.cunea中应用的重要一步。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/ps.7326

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