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朱祯研究组在植物RNAi抗虫研究中取得新进展

  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,最终确定控制昆虫保幼激素代谢的关键基因为最佳靶标。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激素合成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,保幼激素本身合成被显著抑制。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。以昆虫保幼激素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Plant Biotechnology Journal杂志上(DOI:10.1111/pbi.12709),文章的通讯作者分别是遗传发育所朱祯研究员,南京农业大学农学院张天真教授和亚利桑那大学昆虫系Bruce E. Tabashnik教授,倪密、马卫、王晓芳、高美静等为共同第一作者。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因重大专项、863计划等项目的资助。