RNAi介导的植物固醇修饰控制食草害虫：来自拟南芥和小菜蛾的见解

所有真核生物都使用甾醇作为细胞膜的结构成分和关键激素的前体。然而，节肢动物在真核生物中是独特的，因为它们不能从头合成甾醇，必须通过饮食获得甾醇。胆固醇是大多数昆虫的主要甾醇；然而，由于植物含有很少的胆固醇，大多数昆虫食草动物将植物甾醇转化为胆固醇。以植物为食的昆虫面临的另一个挑战是，只有有限类型的植物甾醇可以转化为胆固醇。

在这项研究中，我们使用RNAi来修改植物甾醇谱，以产生对昆虫食草动物产生负面影响的植物甾醇。

图 1.植物中的甾醇生物合成

敲除了拟南芥Δ8-Δ7-甾醇异构酶基因（HYD1）的表达，该基因负责将Δ8-甾醇转化为Δ7-甾醇。转录本减少> 95%的沉默株显示甾醇产量急剧下降，总甾醇中约有一半具有Δ8-构型。

重要的是，与对照相比，这些甾醇修饰的品系表现出正常的生长。相反，在甾醇修饰的植物上饲养的小菜蛾（Plutella xylostella）幼虫表现出生长和存活率降低，而成虫表现出产卵量显著降低。

图 3.基因沉默率大于95%的HYD1RNAi株系的淄醇谱发生了改变

对 P. xylostella 成虫的甾醇分析表明，这些负面影响可能是甾醇减少和 Δ8- 甾醇积累的结果。

最后，我们利用生长和繁殖数据在种群水平上模拟了甾醇改性植物的影响。仅经过两代，我们就观察到了种群数量的减少和世代时间的延长。

该研究结果表明，改良植物甾醇具有管理害虫的潜力，包括全球分布的 P. xylostella。

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s10340-023-01651-3