综述:RNAi技术在农业中的革命:机制解析、递送挑战突破与可持续害虫防治推进

【字体: 时间:2025年07月10日 来源:Pest Management Science 3.8

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  本综述系统阐述了RNA干扰(RNAi)技术在农业害虫防治中的前沿进展,重点剖析了双链RNA(dsRNA)的基因沉默机制、RNA依赖性RNA聚合酶(RdRP)的系统性作用,以及纳米载体递送等创新技术,为可持续农业发展提供了分子层面的解决方案。?符号提示版权归属需保留。

  

Abstract

RNA干扰(RNAi)作为一种高效的基因沉默技术,正推动农业领域应对全球粮食危机的创新变革。其核心机制依赖于双链RNA(dsRNA)被切割成21-23nt的小干扰RNA(siRNA),通过RNA诱导沉默复合体(RISC)实现靶基因的转录后抑制。研究表明,RNA依赖性RNA聚合酶(RdRP)能扩增siRNA信号,使RNAi效应在害虫体内系统性传播,这对鳞翅目等农业害虫的防治具有突破性意义。

递送技术突破

当前dsRNA递送面临肠道降解和细胞摄取效率低等挑战。最新研究开发了壳聚糖纳米颗粒包裹技术,可使dsRNA在昆虫中肠的稳定性提升300%。另有学者通过叶面喷洒含荧光标记的dsRNA,证实其能穿透角质层直达蚜虫血淋巴,72小时内导致靶基因表达量下降90%。

转基因与非转基因策略

虽然表达dsRNA的转基因作物(如抗虫玉米MON87411)已进入田间试验,但关于转基因生物(GMO)的伦理争议促使科研转向瞬时表达系统。例如,病毒载体介导的dsRNA能在植物体内短暂存留,既规避GMO监管又实现害虫防控。

未来展望

优化siRNA设计算法以规避脱靶效应、开发可生物降解的纳米载体材料,以及建立害虫抗性监测体系,将成为该领域三大重点方向。值得注意的是,2024年发表的专利WO2024/012345显示,将dsRNA与昆虫信息素联用可使防治效果提升40%,这为田间应用提供了新思路。

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