每日科研进展 l 2022.05.18 l

基于RNAi的杀虫剂对非靶标生物的风险评估

基于RNAi的杀虫剂是一种很有前途的新型害虫防治产品，与其他类型杀虫剂相比，它会减少对环境的影响。RNAi基于序列的靶标识别机制有助于实现高度的物种专一性，防止对非目标生物体的影响。

然而，目前还不能从序列相似性角度判断是否会产生对非靶标物种的影响。一些研究表明，只有≥21个核苷酸，且序列100%互补，才是昆虫产生有效RNAi效应所必需的。一些研究表明，即使是一个带有非靶点序列中含有单个19个核苷酸序列完全相同，也能够有效地敲除其相应的mRNA。另一些研究表明，可能需要大量潜在的21个核苷酸完全匹配，才会导致脱靶基因的表达水平降低的现象。然而，由于在这些研究中只测试了少量的昆虫，并不能得出确切的结论。

简言之，对于昆虫中有效RNAi所需的最低序列相似性，尚且没有定论。因此，将序列数据与非靶标物种中的非靶向效应联系起来，不仅可以增加我们对触发昆虫RNAi效应的序列相似性的理解，还可以帮助我们更好地预测对这些非靶标生物可能产生的不利影响。

该论文研究了能够使得新热带褐臭虫Euschistus heros产生致死效应的dsRNA对与其密切相关的寄生蜂Telenomus podisi 的影响。

将E. heros特异的dsEh_vATP和dsEh_act-2饲喂给T. podisi，观察对T. podisi 死亡率、寄生率、繁殖力、子代孵化率、子代发育时间和子代雌雄比的影响。结果表明，E. heros特异的dsRNA对T. podisi 的影响较小，而T. podisi 特异的dsTp_vATP和dsTp_act-2则能够影响到T. podisi 的相关生长发育特征（图1）。

为了进一步评估E.heros活性dsRNA对T. podisi成虫的影响，对八个预测的dsEh_vATP非靶基因和六个dsEh_act-2非靶基因的表达情况进行了评估，这些基因具有较高的命中率或连续匹配的特点。结果表明，对这些非靶标基因并没产生明显的抑制作用（图2）。

 用dsRNA浸泡E. heros的卵，之后检测寄生其中的T. podisi 幼虫发育情况，均没有产生显著的影响（图3）。

该研究结果表明，暴露于两种非特异性dsRNA不会对寄生蜂T.podisi 的存活或寄生能力产生不利影响，也不会导致任何可检测到的基因表达发生变化，即使是存在多个19 nt连续匹配的序列（图4）。

本研究可为评估基于RNAi的杀虫剂在非靶标物种中的毒性，以及用dsRNA进行害虫防治的环境风险评估提供一定的参考。同时，进一步了解导致昆虫脱靶效应的因素，以及代表性物种基因组信息，可以提高利用生物信息学预测对非靶标生物影响的可靠性。

生物信息学在基于RNAi的产品开发阶段非常有用，可以将对非靶标物种的潜在风险降至最低。此外，生物信息学可以作为ERA选择物种进行毒性分析的参考，因为可以根据序列分析帮助识别潜在风险最大的物种。

原文链接：

http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154746