细菌介导的RNAi防治美国白蛾Hyphantria cunea：筛选靶标基因和分析致死效应

美国白蛾Hyphantria cunea，是一种世界性的入侵森林害虫，造成严重的生态和经济损失。目前，化学杀虫剂是最广泛使用的H. cunea管理策略。然而，长期使用杀虫剂会导致害虫的抗性、植物毒性、人类中毒和环境恶化。RNA干扰（RNAi）技术可能为H. cunea的控制提供一个环境友好和具有成本效益的选择。然而，目前还缺乏有效的RNAi目标和应用方法来防治H. cunea。

该研究中，使用双链RNA（dsRNA）注射法进行初步筛选，从23个候选基因中筛选并获得了两个高效的RNAi目标，即vATPase A和Rop。针对这两个基因的RNAi能有效地抑制目标信使RNA水平，并干扰幼虫生长，导致幼虫明显死亡和蛹的异常。

图 1. dsRNA注射后48小时HcvATPase A、HcRop和HcIap基因相对表达水平

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vATPase A和Rop基因dsRNA的细菌，导致昆虫死亡率和畸形表型增加。

图 2. RNAi干扰基因对昆虫化蛹的影响

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，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，这可能直接威胁到昆虫的生存。此外，通过RNA-seq分析还获得了一些新的发现。例如，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。

图 3.喂食细菌表达的dsHcvATPase A和dsHcRop后，对幼虫 (A) 死亡和 (B) 化蛹的影响 

图 4. dsHcvATPase A 和 dsGFP 处理组中的 RNA 测序 (RNA-seq) 差异表达基因分析

vATPase A和Rop是H. cunea中两个RNAi介导的高效的致死基因，通过多种代谢途径调节昆虫生长。饲喂表达vATPase A和Rop的dsRNA可能被用于基于RNAi的H. cunea防控。这是第一个应用细菌介导的RNAi来控制H.cunea这种入侵性害虫的研究。

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