利用RNA干扰影响科罗拉多马铃薯甲虫对杀虫剂的抗性

科罗拉多马铃薯甲虫(Leptinotarsa decemlineata )是一种马铃薯害虫，给全球马铃薯产业造成重大经济损失。针对这种昆虫已经采取了多种策略，如生物防治、作物轮作和各种化学杀虫剂。目前，马铃薯甲虫已经显示出对化学杀虫剂产生强大的抗性。为了更好地表征这种抗性背后的分子特征，已经进行了大量的工作，其总体目标是利用这些信息开发新方法，包括基于RNAi的技术，以限制与这种害虫相关的损害。

综述首先介绍了用于控制科罗拉多马铃薯甲虫各种策略，并重点介绍了这种昆虫对杀虫剂产生抗性的不同报告案例（表 1）。

表 1. 对马铃薯甲虫杀虫剂敏感性的酶

随后描述了被确定为调节杀虫剂抗性的潜在参与者的分子先导物，以及对使用针对这些先导物的RNAi作为控制科罗拉多马铃薯甲虫影响的新手段的一部分的日益增长的兴趣。不同的基于RNAi的产品已经获得商业化的批准或正在获得商业化的过程中，目的是提高作物质量，并且已经在其他地方提出。最近的研究突出了dsRNA在防治科罗拉多马铃薯甲虫方面的潜力，特别是在田间和温室试验中成功使用了基于dsRNA的杀虫剂。该杀虫剂也显示出与其他传统杀虫剂相似的效果，包括氯虫腈和spinosad。一些研究已经探索了RNAi介导的敲低对科罗拉多马铃薯甲虫的影响，无论是单独的还是在杀虫剂抗性的背景下。基于RNAi的沉默STT3b、DAD1和GCS1这三个参与n -糖基化早期步骤的n -糖基化相关基因，导致科罗拉多马铃薯甲虫幼虫大量死亡。在实验室环境中使用针对Mesh基因设计的dsRNA饲喂试验已被证明对科罗拉多马铃薯甲虫幼虫有效。特别是有证据表明，施用dsMesh的植物与未施用dsMesh的植物相比，昆虫死亡率明显更高。此外，最近在温室试验中显示了靶向蛋白酶体β -5亚基的dsRNA的效率，其效率可与spinosad相媲美。在其他地方可以找到一个更广泛的列表，展示了作为基于RNAi的方法的一部分所研究的靶基因的例子，这些基因与科罗拉多马铃薯甲虫的控制有关[76]。基于RNAi的方法也被证明成功地影响了科罗拉多马铃薯甲虫的杀虫剂反应。利用RNAi调节杀虫剂敏感性的开创性工作表明，基于dsRNA的转录因子CncC以及与该转录因子相关的四种细胞色素p450的敲低在吡虫啉抗性bb0中发挥了作用。随后的研究表明，需要CncC表达的靶标编码基因的减少与吡虫啉抗性昆虫的更高死亡率有关，进一步表明该转录因子在调节对新烟碱类bbb的抗性中起作用。在具有吡虫啉抗性的二龄幼虫中，dsRNA介导的敲低表皮蛋白、细胞色素P450和谷胱甘肽合成酶的编码基因可以增强对该化合物的敏感性。表1显示了利用基于dsRNA的方法探索的科罗拉多马铃薯甲虫杀虫剂抗性潜在靶点的例子。

表 2. 基于dsRNA的方法及科罗拉多马铃薯甲虫对杀虫剂的敏感性

科罗拉多马铃薯甲虫对马铃薯产业造成的潜在危害是显而易见的。多年来采取了各种战略来控制这种有害生物，取得了不同程度的成功。这种昆虫可以适应波动的温度，并且已经证明了一种固有的能力，可以抵抗用于控制其传播的许多杀虫剂。该综述表明，在更好地表征马铃薯甲虫对杀虫剂抗性的分子基础方面取得了重大突破。设想利用这些特征作为控制这种马铃薯害虫的新途径的一部分。考虑到这种昆虫在被这种策略靶向时表现出的强烈反应，基于RNAi的方法非常有吸引力。另一方面，在RNAi在农业领域的广泛应用之前，依赖于RNAi的大规模方法的使用仍然需要清除障碍，以及必须澄清的重要方面。这些挑战主要包括与RNAi相关的潜在脱靶效应，与该策略相关的耐药性的发展，以及大规模生产dsRNA的总体成本等。然而，随着越来越多的关于马铃薯甲虫杀虫剂抗性的机制见解的不断报道，以及对RNAi相关优势的不断了解，似乎基于该技术的多种工具正在开发中，并可能在不久的将来在控制这种马铃薯害虫方面产生实际的影响。

https://doi.org/10.3390/insects14050418