蚜虫和初级内共生菌代谢相关基因可以作为防控蚜虫的RNAi靶标

蚜虫与其主要的初级内共生菌Buchnera aphidicola形成稳定的互利关系，Buchnera aphidicola在为宿主蚜虫提供缺失的营养物质方面发挥着重要作用。在之前的研究中，获得的小麦蚜虫Siotobion miscanthi及其主要共生菌Buchnera的基因组序列，鉴定了一个参与蚜虫和Buchnera之间异亮氨酸合成途径的代谢中继基因ilvA。

图 1.蚜虫和其内共生菌中异亮氨酸合成通路

该研究通过生物信息学分析、定量PCR、RNAi和生物测定实验，确定了ilvA基因在蚜虫基因组中的位置和序列结构、在蚜虫不同龄期和组织中的表达水平，以及降低ilvA的表达对蚜虫生长发育的影响。

研究表明，ilvA在蚜虫2龄的表达水平最高，同时该基因在蚜虫细菌细胞中的表达明显高于其他组织。

图 2.ilvA基因序列特征、结构和 基因组串联性分析

值得注意的是，该基因定位于蚜虫的性染色体上，并在不同的蚜虫基因组中保持高度的保守性和连带性。RNAi抑制ilvA的表达会降低蚜虫的体重和产量。然而，与对照组相比，死亡指数略有下降，但没有显著差异。

图 3.基因表达水平和对不同类型染色体的选择压力的分析 

图 4.ilvA基因的RNAi对S. miscanthi生命参数的影响

本研究结果表明，蚜虫与其内共生菌之间在必需营养物质代谢方面的中的相关基因对蚜虫的生长和发育具有潜在的作用，同时也为基于RNAi的蚜虫研究提供了目标位点和新思路。为基于RNAi的蚜虫绿色控制策略提供了新的思路。

https://doi.org/10.3389/fpls.2022.1092638

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