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每日科研进展 l 2022.07.19 l苏氨酸-tRNA合成酶基因是三种稻飞虱RNAi防控的潜在靶点

2023-08-21 09:43 作者:RNA生物农药  | 我要投稿


苏氨酸-tRNA合成酶基因是三种稻飞虱RNAi防控的潜在靶点

RNAi作为一种新的害虫防治策略具有很大的潜力。但目前对单一害虫的控制过于重视,增加了药剂的污染和控制成本。本研究有望找到一种绿色方法,在不影响单一目标基因天敌的情况下控制多种害虫。

本研究从褐飞虱中鉴定出一个苏氨酸tRNA合成酶基因(ThrRS)。该基因是保守的,在蛋白质生物合成中起着重要作用。


图 1. 序列分析和系统发育分析


时空表达模式分析表明,NlthrS在卵巢、胚胎发育晚期、若虫和雌成虫中高度表达。


图 2. NlthrS基因的时空表达模式分析

除此之外,RNAi介导的NlthrS敲除导致85.6%的若虫死亡率、100%的女雌性不育、蜕皮障碍、延长若虫持续时间和缩短成年寿命。


图 3. RNAi抑制NlthrS基因影响昆虫的生长发育

当dsNlthrS用于干扰白背飞虱(Sogatella furcifera)、灰飞虱(Laodelphax striatellus)、电光叶蝉(Inazuma dorsalis)及其天敌绿盲蝽(Cyrtorhinus lividipennis)时,获得了靶标特异性结果。

图 4. RNAi抑制NlthrS基因影响卵巢发育和生殖能力


图 5. RNAi抑制NlthrS基因影响卵巢的发育

此外,dsNlthrS可导致三种飞虱的高死亡率(85.6%-100%),而只有dsNlthrS-1可导致Inazuma dorsalis死亡(97.3%),而dsNlthrS-2没有影响。此外,dsNlthrS-1dsNlthrS-2均不影响天敌绿盲蝽的存活。

图 6. RNAi抑制NlthrS基因在WBPH、SBPH、ZLH和GMB中的效果


结论:本研究结果揭示了除蛋白质合成外,ThrRS在褐飞虱中的生物学功能,加深了我们对昆虫tRNA合酶的理解,并为通过一种dsRNA设计防治几种水稻害虫提供了新思路。


原文链接:https://doi.org/10.1002/ps.7078


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