综述:基于dsRNA的喷雾制剂防治水稻害虫的机制、局限性与前景
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时间:2025年04月23日
来源:Journal of Crop Health
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这篇综述推荐农业生物技术领域研究者关注基于双链RNA(dsRNA)的喷雾制剂在防治水稻害虫中的应用。文章系统阐述了RNA干扰(RNAi)技术的生态友好特性,对比了其与传统化学农药及转基因作物的优势,同时剖析了商业化面临的稳定性、递送效率和监管框架等挑战,并提出了跨机构协作的解决方案。
Abstract
水稻害虫严重威胁全球粮食安全,传统化学农药导致的环境毒性问题日益凸显。基于RNA干扰(RNAi)机制的双链RNA(dsRNA)喷雾制剂展现出革命性潜力——通过外源喷洒触发害虫基因特异性沉默,实现精准防控。与化学农药相比,dsRNA喷雾具有可降解、靶向性强等优势;相较于转基因作物,其应用灵活性更高且无基因漂移风险。
作用机制
dsRNA通过喷雾沉积于水稻表面,害虫取食后在其肠道内被吸收。细胞内的Dicer酶将dsRNA切割为21-23nt的小干扰RNA(siRNA),随后RNA诱导沉默复合体(RISC)利用siRNA靶向降解害虫关键基因mRNA,如几丁质合成酶(CHS)或细胞凋亡相关基因,导致害虫发育异常或死亡。实验证明,针对褐飞虱(Nilaparvata lugens)的dsRNA喷雾能显著降低其存活率1。
商业化挑战
尽管前景广阔,dsRNA制剂的田间稳定性受紫外线降解和植物表面滞留能力限制。纳米载体(如层状双氢氧化物)可提升dsRNA环境抗性,但成本增加30%。监管层面尚未建立针对RNAi农药的国际标准,欧盟和美国EPA的评估体系存在差异。
未来方向
突破性进展包括:1)开发低成本dsRNA体外合成系统;2)优化叶面粘附剂提升滞留率;3)建立害虫抗性监测网络。作者呼吁组建由农业部门、生物企业和学术机构构成的联盟,加速制定基于风险分析的监管路径。
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