肠道菌群在dsRNA介导的茄二十八星瓢虫害虫防控中的关键作用机制

本研究针对传统化学农药面临的抗性发展和生态破坏问题，创新性地探索了RNA干扰(RNAi)与肠道菌群的协同杀虫机制。研究人员通过构建无菌茄二十八星瓢虫(Henosepilachna viginitioctopunctata)模型，结合转质体马铃薯(dsACT表达株YC2)和16S rRNA测序技术，首次揭示肠道菌群通过诱导生态失调(dysbiosis)增强RNAi致死效应的分子机制，为开发微生物协同的精准生物农药提供新范式。

　　

在可持续农业发展的迫切需求下，害虫防治正面临化学农药耐药性加剧和生态环境污染的双重挑战。茄科作物的重要害虫——茄二十八星瓢虫(Henosepilachna viginitioctopunctata)每年造成巨大的经济损失，而传统防治方法往往殃及天敌昆虫。RNA干扰(RNAi)技术因其高度特异性被视为新一代生物农药的曙光，但其在不同昆虫中的效果差异始终是未解之谜。中国农业科学院的研究团队在《npj Biofilms and Microbiomes》发表的研究，揭开了肠道微生物群在RNAi杀虫效率调控中的神秘面纱。

研究团队采用多学科交叉方法：首先通过无菌幼虫培育和16S rRNA基因测序建立微生物组分析体系；其次利用转质体马铃薯(YC2株)实现植物源dsRNA的稳定递送；结合细菌分离培养和梯度回补实验，系统评估了Enterobacter sp.等5种核心菌株对RNAi效率的剂量效应；最后通过PICRUSt2预测微生物功能变化。

确认无菌与带菌幼虫模型
通过16S rRNA PCR和菌落培养验证，成功构建无菌瓢虫幼虫模型。无菌与带菌幼虫在无菌饲喂条件下的存活率和体重无显著差异，证明微生物非生存必需因素。

肠道菌群增强RNAi致死效应
喂食靶向β-Actin基因的dsACT后，带菌幼虫5天内死亡率达80%，显著高于无菌组(60%)。转质体马铃薯YC2实验显示，带菌幼虫死亡率较无菌组提高70%，证实菌群对植物源RNAi的增效作用。

dsRNA诱导菌群生态失调
16S测序揭示dsACT处理显著改变菌群结构：Enterococcus丰度增加3.2倍，而Lactococcus等有益菌减少67%。PCoA分析显示微生物群落结构发生显著重构(Bray-Curtis P<0.01)。

细菌回补的剂量效应
将分离的E. coli等菌株回补至无菌幼虫时，死亡率呈现明显剂量依赖。10⁸ CFU/cm²的E. coli使死亡率提升至90%，但过量菌群(>10⁹ CFU/cm²)反而破坏微生态平衡。

该研究首次阐明肠道菌群通过三重机制增强RNAi效率：①菌群生态失调触发宿主免疫应激；②细菌代谢产物协同破坏中肠屏障；③特定菌株(如E. avium)加速dsRNA降解为活性片段。这种"微生物-RNAi"协同效应为开发新一代精准生物农药提供了理论基石——通过调控害虫肠道菌群组成，可显著提升RNAi的田间防效。研究建立的转质体植物-微生物联合防控体系，为茄科作物害虫治理提供了可操作性方案，同时规避了化学农药的环境风险。未来研究可进一步筛选增效菌株，优化菌群移植策略，推动RNAi技术从实验室走向田间应用。