昆虫几丁质合成关键酶功能及其RNAi技术在害虫防治中的研究进展

几丁质对昆虫的生长发育至关重要,且不存在于植物和哺乳动物中,因此其合成途径的关键酶是较为理想的杀虫剂靶标。近年来,多种害虫的几丁质合成关键酶基因被克隆和鉴定,通过RNAi技术应用于一些重要害虫的防治研究工作中。本文较为系统的总结了近些年害虫几丁质合成关键酶的基因克隆及功能研究进展,重点阐述了几丁质合成酶、海藻糖酶基因基于RNAi技术应用于害虫防治取得的研究进展,分析了RNAi技术通过转基因植物表达dsRNA（RNAi抗虫作物）以及作为核酸农药（dsRNA）直接进行作物喷施的两种应用途径,文章最后还探讨了RNAi在害虫防治中面临的主要瓶颈问题以及主要应对策略。上述较为系统的归纳和总结,目的是为今后基于几丁质合成关键酶的RNAi技术应用于害虫绿色防控研究提供有价值的理论指导。     

RNAi及其在害虫防治中的应用

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是一种由非编码的小分子双链RNA引发的序列特异性转录后基因沉默现象,普遍存在于线虫、真菌、昆虫和动植物等多种生物中。近年来,RNAi技术在昆虫中的成功应用为一系列新颖的、环境友好的害虫防治策略提供了理论依据。文章综述了RNAi技术的作用机制、dsRNA吸收机制及在害虫防治等领域的研究成果,并展望了该技术的应用前景。     

RNA干扰技术在防治农业害虫中的应用研究进展

RNA干扰(RNA interference,缩写为RNAi)是一种分子生物学上由双链RNA(dsRNA)诱发的基因沉默现象,该技术为农业害虫的防治开辟了一条新途径。从dsRNA导入方式、靶标基因选择、使用剂量及昆虫不同生长发育阶段4个方面阐述了其对RNAi技术的影响,介绍了国内外RNAi技术在农业生产中的应用情况,并探讨了昆虫RNAi的信号系统传递机制以及今后的研究方向。     

RNA干扰技术在害虫防治中的应用及其安全性

RNA干扰（RNA interference, RNAi）是一种在生物体内高度保守的、由20～30个核苷酸（nucleotide, nt）组成的小分子非编码RNA引发的基因沉默现象。在昆虫等真核生物中,干扰小RNA(small interfering RNA, siRNA)、微RNA(microRNA, miRNA)和PIWI蛋白互作RNA(PIWI-interacting RNA, piRNA)等小分子非编码RNA在RNA干扰中发挥着重要作用。RNA干扰在害虫防治中的应用主要体现在基因功能研究、转基因抗虫植物及新型核酸农药研发等方面。RNA干扰技术及其产品在应用之前,需严格评价其在非靶标效应、靶标害虫的抗性及环境持久性方面的安全风险。本文就RNA干扰技术的作用机制、RNA干扰在农林害虫防治中的应用及其安全性等方面进行了综述,以期为RNA干扰技术在害虫防治中获得更广泛的应用提供一定的理论依据。     

RNAi技术控制害虫的机制与应用

RNAi能够抑制基因特异序列的表达,为昆虫学研究提供了新方法,尤其是可以分析基因的功能,控制害虫种群以及减少疾病病原体的感染。不同种群、RNAi摄入方式、靶标基因都会影响RNAi的效率,是转录本抑制程度存在差异的原因所在。对于不能稳定转基因的物种,如昆虫,利用dsRNA介导的RNAi技术便成为快速分析基因功能的重要手段。介绍了RNAi技术的作用机制,并从控制害虫和保护益虫方面总结了RNAi技术的应用。     

寄主诱导的基因沉默在改良作物抗病虫性方面的应用

根据RNA干扰(RNA interference,RNAi)原理,在生物体内表达双链RNA(ds RNA)可以高效沉默生物体内基因的表达。在寄主中形成病原真菌和昆虫特异基因的小RNA会进入其体内从而产生寄主诱导的基因沉默(Host-induced gene silencing,HIGS)。病虫害对全球粮食安全构成极大的威胁,利用HIGS技术为提高农作物抗病虫性提供了有效的途径。综述了HIGS技术在提高农作物抗病虫性中的应用,总结了沉默信号在寄主与病虫间的可能的传递方式以及提出该技术存在的优缺点。     

双价RNA干扰载体的构建及dsRNA体外饲喂褐飞虱的研究

RNA干涉作为一种重要基因沉默技术,已广泛用于昆虫基因功能的研究。通过人工饲喂或显微注射dsRNA介导RNAi在许多昆虫中取得了成功。为利用RNAi技术进行褐飞虱防治研究,本试验通过重组PCR,获得了编码V-ATPase D亚基和编码V-ATPase H亚基基因片段的融合基因,在此基础上构建了该融合基因发夹结构的RNAi表达载体,通过体外合成dsRNA喂食褐飞虱若虫后导致褐飞虱体内目标基因的表达下降和死亡率的增加。因此双价RNAi载体的构建为利用RNA沉默技术进行植物抗飞虱研究奠定了基础。     

RNAi在哺乳动物中的研究新进展

RNA干扰（RNA interference,RNAi）是一种高度保守的、基于RNA水平的特异性降解机制,它通过特异性地抑制基因的表达来快速、简便以及大规模地鉴定基因的功能。虽然dsRNA不能应用于哺乳动物,但是小分子干扰型RNA（siRNA）的技术却证明RNAi可以成功应用于哺乳动物。近年来,RNAi技术在哺乳动物中得到了飞速发展和广泛应用,包括设计更加合理、更加有效的siRNA,在更多的已经分裂或者尚未分裂的细胞系中诱导RNAi,通过瞬时RNAi或转基因RNAi在活体动物中抑制基因的表达,建立时空调控或组织特异性的RNAi以及利用RNAi对哺乳动物基因组功能进行大规模的筛选和鉴定。本文对近几年RNAi在哺乳动物中的研究新发展进行综述。     

利用RNA干扰技术沉默稻纵卷叶螟几丁质合成酶A基因

稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)是一种主要的水稻害虫,几丁质合成酶是昆虫体内几丁质合成通路中的一个关键酶,在昆虫生长发育中具有重要作用,是控制害虫的理想靶标。本文采用RNA干扰(RNAi)技术,以稻纵卷叶螟几丁质合成酶A基因(CmCHSA)为靶标,设计两个靶位点CmCHSA-I和CmCHSA-II,在体外分别合成其双链RNA(dsRNA),用显微注射法导入3龄幼虫体内,然后通过表型观察和荧光定量PCR(RT-q PCR)检测干扰效应。结果表明,注射两种dsRNA后纵卷叶螟对水稻的取食明显下降,生长发育阻滞,虫体变小变黑和畸形,有的出现死亡。RT-q PCR表明,注射CmCHSA-I和CmCHSA-II两种dsRNA在96 h后,CmCHSA的表达量相比对照分别下降了59%和64%。注射CmCHSA-I和CmCHSA-II两种dsRNA 7 d后,稻纵卷叶螟的死亡率分别为80%和83.33%,与对照组相比,分别增加了66.67%和70%。本研究用注射法RNAi技术成功实现了对稻纵卷叶螟几丁质合成酶A基因的沉默,为利用该技术研究昆虫基因的功能,以及通过转基因RNAi技术防治稻纵卷叶螟奠定了基础。     

利用RNAi技术控制害虫

RNAi能够抑制基因特异序列的表达,为昆虫学的研究提供了新方法,尤其是可以分析基因的功能,控制害虫种群以及减少疾病病原体的感染。昆虫RNAi的相关文献发现不同的种群、RNAi的摄入方式、靶标基因都会影响RNAi的效率,这也是转录本抑制程度存在差异的原因所在。对于那些不能稳定转基因的物种,如昆虫,利用dsRNA介导的RNAi技术是快速分析基因功能的重要手段。     

RNAi在防治作物病虫害中的研究现状

作物病虫害每年都对作物产生危害，并造成巨大的经济损失。RNAi是目前最有可能应用于害虫绿色防控的新技术。本文就RNA干扰技术在作物病虫害中的研究现状及发展趋势进行分析，以期为RNAi技术在作物病虫害防治中的应用提供参考。     

农业防治最佳生态系统管理的特点—内因治虫

农业防治是多学科的综合应用,以建立最佳农业生态系统为目标,因而它是最佳生态系统管理。害虫的猖獗发生,是由于种群的生理生态特性的内因和环境条件的外因密切统一的结果。从内因控制害虫的猖獗发生,是最根本、最合理、最有效的措施。内因治虫,主要通过寄主植物的遗传基质、营养成分和建立优良生态系,使寄主植物能从内因影响害虫的控制。     

惠州西湖景区古树名木病虫害调查及保护建议

【目的】了解广东惠州西湖景区古树名木病虫害发生情况,为西湖景区古树名木养护管理提供参考。【方法】采用普查和抽查相结合的方法,并参考相关文献,对惠州西湖景区内古树名木主要病虫害种类及危害程度进行调查和鉴定。【结果】西湖景区内古树名木共有8科8属9种31棵,病害共12种,其中危害叶片的病害主要有灰斑病、炭疽病、褐斑病、藻斑病、煤污病等,危害树干的病害主要有枝枯病、干腐病;虫害有6目14科19种,其中刺吸性害虫和食叶性害虫主要有榕管蓟马、绵蚧、荔蝽、榕卵痣木虱、天蛾、中国绿刺蛾、棉大卷叶蛾和丽绿刺蛾等,蛀干害虫主要有家白蚁、眉斑楔天牛和云斑天牛等。叶部病害、刺吸性害虫和食叶性害虫对植株的危害较轻,枝枯病、干腐病和家白蚁等对植株的危害较严重。【建议】加强宣传,提高人们对古树名木的保护意识;加强对古树名木的复壮修补及病虫害防治工作;采用科学技术,防控园林植物病虫害。     

惠州西湖景区古树名木病虫害调查及保护建议

【目的】了解广东惠州西湖景区古树名木病虫害发生情况,为西湖景区古树名木养护管理提供参考。【方法】采用普查和抽查相结合的方法,并参考相关文献,对惠州西湖景区内古树名木主要病虫害种类及危害程度进行调查和鉴定。【结果】西湖景区内古树名木共有8科8属9种31棵,病害共12种,其中危害叶片的病害主要有灰斑病、炭疽病、褐斑病、藻斑病、煤污病等,危害树干的病害主要有枝枯病、干腐病;虫害有6目14科19种,其中刺吸性害虫和食叶性害虫主要有榕管蓟马、绵蚧、荔蝽、榕卵痣木虱、天蛾、中国绿刺蛾、棉大卷叶蛾和丽绿刺蛾等,蛀干害虫主要有家白蚁、眉斑楔天牛和云斑天牛等。叶部病害、刺吸性害虫和食叶性害虫对植株的危害较轻,枝枯病、干腐病和家白蚁等对植株的危害较严重。【建议】加强宣传,提高人们对古树名木的保护意识;加强对古树名木的复壮修补及病虫害防治工作;采用科学技术,防控园林植物病虫害。     

浙江省杨梅病虫害种类与发生规律及其绿色防控技术

[目的]摸清浙江省杨梅主要病虫害种类与发生危害情况,为杨梅病虫害综合防控提供科学依据.[方法]2013~2016年在浙江杨梅主产区采用系统普查与定点监测、试验研究与示范推广相结合的方法,对杨梅主要病虫害种类、发生动态及危害情况进行调查,探讨杨梅主要病虫害综合治理策略及绿色防控技术.[结果]浙江省杨梅常见害虫有69种,隶属5目29科,常见病害有22种,其中真菌性病害15种,细菌性病害1种,生理性病害5种和根结线虫病1种;以杨梅介壳虫、果蝇、卷叶蛾、尺蠖、粉虱、蚜虫和褐斑病、癌肿病、赤衣病、白腐病、凋萎病、梢枯病等12种病虫为杨梅主要病虫害.在杨梅采收前25和45 d挂防虫网,对杨梅果蝇的防控效果达98.71%和99.19%;在杨梅采收前20、30和45 d喷施60 g/L乙基多杀菌素悬浮剂2000倍液,对杨梅果蝇的防治效果分别为96.17%、95.63%和93.72%;在杨梅采收前15 d喷施20%松脂酸钠可溶粉剂200倍液,对杨梅介壳虫的防治效果达97.42%;试验筛选出对杨梅果蝇和介壳虫防治效果好且使用安全的生物农药乙基多杀菌素和松脂酸钠.[结论]在杨梅生产上应采用合理密植、科学施肥、种植优良品种、冬季清园为主的农业防治,防虫网覆盖技术为主的物理防治,登记药剂科学合理使用和保护利用天敌相结合的综合防治技术措施,有效控制杨梅病虫害的发生.     

苏云金芽孢杆菌杀虫机理及害虫对其抗性机制的研究进展

苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)杀虫晶体蛋白具有高度专一性,其只对靶标害虫有效,对天敌等其他昆虫无害,转Bt基因植物和Bt杀虫剂是目前世界上产量最大、应用最广泛的生物防治技术。通过对Bt的发现和分类、Bt的结构与功能、Bt毒蛋白的杀虫机理、昆虫对Bt的抗性机制及昆虫体内Bt受体蛋白与抗性的关系等研究现状的论述与分析,对Bt作物害虫抗性治理策略和前景进行了展望。     

豫北地区白三叶草坪昆虫群落调查及分析

通过对河南省豫北地区白三叶草坪昆虫群落的调查与普查,摸清了其常见的昆虫种类:12个目,37个科,80个种;计有害虫50种,害虫天敌22种,活动性强的昆虫2种及腐食性昆虫1种。同时,根据害虫的发生数量和对草坪的危害程度,从群落的角度确定了白三叶草坪上害虫的优势种,并分析了这些优势种产生的原因和动态,为白三叶草坪在群落水平上进行综合治理提供了重要的依据。     

HEMIPTERAN-TRANSMITTED PLANT VIRUSES: RESEARCH PROGRESS AND CONTROL STRATEGIES

• Research findings on the insect-virus interaction• Influences of immunity, feeding and microorganisms on virus transmission• Latest applications for virus control strategiesAbout 80% of plant viruses are transmitted by specific insect vectors, especially hemipterans with piercing-sucking mouthparts. Many virus-transmitting insects are also important crop pests that cause considerable losses in crop production. This review summarizes the latest research findings on the interactions between plant viruses and insect vectors and analyzes the key factors affecting insect transmission of plant viruses from the perspectives of insect immunity, insect feeding, and insect symbiotic microorganisms. Additionally, by referring to the latest applications for blocking the transmission of animal viruses, potential control strategies to prevent the transmission of insect-vectored plant viruses using RNAi technology, gene editing technology, and CRISPR/Cas9+ gene-driven technology are discussed.     

Potato insect pest management

正Having an estimated production of 388 million tons in 2017(FAO2019),potatoisoneoftheworld’smostimportant foodcrops,alongwithrice,wheat,andmaize.Potato plantscanadapttodifferentagriculturalenvironments and are widely grown over many latitudes and elevations(Douchesetal.2004).Inadditiontoitsconsumptionin Europe, North America and countries of the former Soviet Union, potato is now also popularized in Africa and Asia,