植物寄主介导的RNAi技术,对于植物鞘翅目和鳞翅目害虫的防治具有巨大的潜力。利用寄主植物表达靶基因dsRNA,高量表达的dsRNA能够被植食性昆虫摄入体内,然后诱发系统RNAi反应,进而成功干扰目标昆虫靶基因的表达达到杀虫目的。挖掘理想的RNAi靶标基因并将其应用于植物抗虫育种是当前的关键问题。
中国科学院遗传与发育生物学研究所朱祯研究组通过大量RNAi靶标的筛选,*终确定控制昆虫保幼**代谢的关键基因为*佳靶标。与南京农业大学张天真实验室合作培育了可表达阻断棉铃虫**合成dsRNA的转基因棉花,该转基因棉表现出很强的抗虫性,尤其对于Bt耐受性棉铃虫系有很好防治效果。分子检测结果表明,转基因棉花成功表达了高量dsRNA,受试昆虫体内靶基因表达明显下调,保幼**本身合成被显着抑制。聚合上述RNAi和Bt的转基因棉花抗虫效果进一步增强。此外,分析多年抗虫生测数据表明,RNAi抗虫棉可明显延缓棉铃虫抗性的产生。以昆虫保幼**RNAi抗虫棉及RNAi + Bt的聚合棉可以克服棉铃虫对单一策略转基因棉易产生耐受性的难题,同时为下一代抗虫作物的研发奠定了基础。
这一研究成果公布在《植物生物技术杂志》(Plant Biotechnology Journal,DOI:10.1111/pbi.12709)上,文章的通讯作者分别是遗传发育所研究员朱祯,南京农业大学农学院教授张天真和亚利桑那大学昆虫系教授Bruce E. Tabashnik,倪密、马卫、王晓芳、高美静等为共同**作者。参与该研究工作的还有中科院大连化学物理研究所许国旺团队、南京农业大学吴益东、杨怡华研究组。该研究工作得到了转基重大专项、“863”计划等项目的资助。