使用基于 RNAi 和 CRISPR/Cas9 的功能基因组工具调节神经肽 PTTH 在草地贪夜蛾中释放作用

大脑中的神经分泌细胞产生促胸腺激素 (PTTH)，该激素由穿过大脑对侧半球的轴突携带至乳腺体 (CA)，然后分泌到血淋巴中以触发蜕皮激素的产生和释放。PTTH在昆虫生长和变态过程中起重要作用，可作为害虫防治的潜在靶点（图 1）。尽管已经在昆虫中描述了 PTTH 的功能，并且已经报道了各种结果。 

图 1. 草地贪夜蛾的 PTTH 基因分析

在此背景下，分别使用 RNAi 和 CRISPR/Cas9 敲低或敲除草地贪夜蛾中的 PTTH 神经肽基因。通过敲除PTTH，幼虫在蜕皮和化蛹过程中的发育时间明显延长，甚至死亡。然而，4龄沉默后，蛹的体型明显增加，但发育时间不受影响。PTTH是调节蜕皮激素合成和释放的关键基因，是协调草地贪夜蛾生长发育时序所必需的（图 2）。 

图 2. 草地贪夜蛾的 RNAi 分析

实验结果证明，PTTH在草地贪夜蛾的蜕皮、化蛹、生长和发育过程中起着重要作用。同时，RNAi与CRISPR/Cas9技术的结合也为我们全面分析PTTH的生理功能提供了重要参考。还发现来自不同物种的 PTTH 的形态与果蝇和家蚕的表型相比有所不同。但是，PTTH的缺失并不能阻止幼虫蜕皮发育，反而会延长发育周期，甚至导致部分个体死亡（图 3）。 

图 3. 草地贪夜蛾的发育分析

我们的研究表明，PTTH 的 RNAi 和 CRISPR/Cas9 可能导致不同的结果，并暗示了使用 RNAi 和 CRISPR/Cas9 来更全面地分析基因功能（比使用单一技术）的优势。同时，PTTH在昆虫的生长和变态过程中起着重要作用，考虑到相关物种中PTTH的序列结构保守性，它也是害虫防治和防治多种害虫的潜在靶点，尤其是在相似物种之间，这也为开发基于RNAi的农药提供了便利。

原文链接：

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0734975023000745