利用纳米颗粒介导的 dsRNA 和杀虫剂共传递系统克服害虫的抗药性

棉蚜 Aphis gossypii Glover（同翅目：蚜科）是一种臭名昭著的农业害虫，已进化出对各种杀虫剂的高水平抗性。新型的RNA杀虫剂作为潜在的绿色植保产品，有望缓解害虫抗药性的重大问题（图 1）。 

图 1. 纳米介导的RNA杀虫剂

在此，构建了一种基于粗糙表面中空介孔二氧化硅（RHMS）的基因/杀虫剂递送系统，用于共同递送CYP6CY13双链RNA（dsRNA）和化学杀虫剂吡虫啉，以有效控制棉蚜（图 2）。 

图 2. 共递送系统的建立

RHMS的中空介孔结构有利于杀虫剂的负载，并通过静电相互作用进一步与dsRNA结合形成纳米级复合物，同时保护dsRNA不被核酸酶完全降解（图 3）。 

图 3. 对 RHMS/dsRNA 复合物的摄取以及对棉 A. gossypii 体壁的渗透性

筛选的 dsCYP6CY13 片段在 L4440-HT1115 (DE3) RNaseIII 系统中成功表达，通过 RNA 干扰 (RNAi) 抑制 CYP6CY13 表达，显著增加棉蚜成虫对吡虫啉的敏感性（图 4）。

图 4. RNAi片段筛选

RHMS/IMI/dsCYP6CY13复合物的毒性显著高于吡虫啉（1.95倍）。盆栽试验结果表明，RHMS/IMI/dsCYP6CY13复合物对棉蚜的药效在5天内提高了19.95%（图 5）。

图 5. RHMS/IMI/dsCYP6CY13 复合物对棉蚜的生物活性分析 

因此，这种纳米颗粒介导的基因/杀虫剂共传递系统有望成为害虫防治的有效工具。

https://doi.org/10.1038/s41522-023-00435-y