蚊子 miRNA 在昆虫病原真菌中的表达诱导病原体介导的宿主 RNA 干扰并提高真菌功效

蚊子通过吸血给农业生产和人类健康造成严重危害。目前的防治主要依赖化学农药，然而长期过量使用化学农药造成残留、害虫抗药性等问题，对类健康和生态安全构成重大威胁。自然界，存在着大量对昆虫有致病作用的微生物，利用其致病性防治害虫是一种环境友好的绿色生物防治方法。

　　然而，病原真菌一般杀虫时间长（一般需要一周甚至更长的时间），在很大程度上制约了真菌杀虫剂的广泛应用。菌株遗传改造是提高杀虫真菌侵染和致病效力的有效手段，比如通过高表达外源毒素、毒力蛋白能够显著增强生防真菌杀虫效力，但效应蛋白作用靶标单一，还会导致靶标昆虫产生选择性压力。因此，还需要开发多靶点、无选择压力以及更加安全的效应因子用于生防菌的遗传改良。

　　RNA干扰（RNA interference，RNAi）是真核生物中普遍存在的一种基因转录后表达调控的保守机制。昆虫miRNA介导的RNA干扰在昆虫响应病原菌侵染的免疫反应中发挥重要作用。研究团队前期研究发现或许可以利用sRNA在病原菌与昆虫互作过程中跨界调控的功能，使其成为高效的效应因子对杀虫真菌进行遗传改良。

图1. 利用病原菌介导的RNAi (pathogen-mediated RNAi，pmRNAi)提高生防真菌杀虫效力

　在这项研究中，筛选并鉴定到来源于埃及伊蚊的负向调节自身免疫的两个miRNAs （miR-8和miR-375），并成功构建表达伊蚊miRNAs的球孢白僵菌工程菌株。工程菌株感染蚊虫过程中产生大量miR-8或miR-375，这些miRNAs从真菌细胞跨界转运到蚊子细胞内，并各自靶向沉默伊蚊抗真菌免疫Toll通路中的Toll5B和Rel1A基因，同时激活Toll通路抑制因子Cactus的转录表达，从而抑制蚊虫抗菌肽基因的表达，显著降低蚊虫抗真菌免疫反应，进而增强真菌对蚊虫的致病力和加快蚊虫死亡速度，将白僵菌感染蚊虫的半数致死时间（LT50）缩短15~20%。

　　研究团队将利用“以子之矛，攻子之盾”的策略构建表达昆虫来源miRNA的工程菌株，通过跨界RNA干扰害虫基因的表达来提高生防菌毒力的新方法称为病原菌介导的RNAi（pathogen-mediated RNAi，pmRNAi）（图1）。这一方案利用丰富的寄主miRNAs对生防菌进行改造，为开发安全和高效的生物杀虫剂开辟了新方向和新思路，为蚊虫和其他害虫的绿色防治提供了新工具。