植物介导的dsRNAs传递给取食韧皮部害虫叶蝉的实验室测试方法

RNA干扰(RNA interference, RNAi)是调控真核生物基因表达的一种新技术，通过外源双链RNA (dsRNAs)沉默害虫必需基因的表达，是一种新兴的作物保护手段。然而，将dsRNA传递给吸液昆虫是RNAi应用的主要挑战。目前的工作旨在验证在叶蝉物种中，RNAi是否可以通过植物介导的递送来触发，并为野外应用提供证据。以两种植物原体媒介种— Euscelidius variegatus 和 Scaphoideus titanus (半翅目:蝉科)为研究对象。在这两个物种中，通过显微注射dsRNAs可以有效地实现基因沉默，尽管该技术耗时且不适用于大规模应用。该协议被设定为开发更高通量方法的黄金标准。将若虫浸泡在含有共佐剂和dsRNA的溶液中，以及昆虫以浸泡在dsRNA溶液中的整株植物或离体叶片为食，作为替代递送策略进行了研究（图 1）。

图 1. 蚕豆(左)、葡萄藤(中)和燕麦(右)分离的叶子吸收稀释的食用色素溶液

若虫浸泡不能诱导特异性基因沉默，而植物吸收被证明既适合递送溶液，也适合递送针对绿色荧光蛋白基因的控制dsRNAs（图 2）。

图 2. 食用经过蓝色处理的燕麦离体叶片后，Euscelidius variegatus肠道中存在颜色标记物

选取取食离体叶片的昆虫，用dsRNA溶液检测两种肠道特异性基因和一种普遍存在的基因(ATP合成酶β)的沉默情况。在以dsRNA处理过的植物为食的E.variegatus中，这三个基因的表达显著降低（图 3）。

图 3.  ATP synthase β 表达水平检测

同样，以dsRNA处理过的植株为食的S. titanus中，ATP合成酶β转录量显著减少。

https://doi.org/10.1007/s10340-023-01670-0