植物固醇修饰通过限制甾醇可利用性降低蚜虫生长性能

本研究通过RNAi沉默拟南芥Δ8,7甾醇异构酶基因HYD1，构建积累Δ8非典型甾醇的转基因株系（HYD1RNAi10/12/25），发现桃蚜（Myzus persicae）在该植株上出现体重减轻30%、繁殖力下降20-30%的现象。EPG实验排除取食行为差异，RNA-seq显示植物防御通路未激活，而蚜虫体内总甾醇含量显著降低，揭示通过植物甾醇工程调控刺吸式害虫营养获取的新策略。

　　

Highlight

植物固醇修饰通过限制甾醇可利用性降低蚜虫生长性能

讨论

植物固醇组成与含量对昆虫生长发育具有决定性影响（Behmer & Nes, 2003）。本研究通过沉默拟南芥HYD1基因构建的Δ⁸甾醇累积株系（HYD1_RNAi10/12/25），使桃蚜（M. persicae）出现"饥饿式"表型：成虫体重锐减30%，后代数量降低20-30%。有趣的是，尽管蚜虫未像咀嚼式害虫小菜蛾（P. xylostella）那样积累异常甾醇，但其体内总甾醇含量却显著"缩水"。

机制解析

• 取食行为无差异：EPG实验显示蚜虫在转基因与野生型植株上的刺探频率和韧皮部取食时长无统计学差异

• 营养瓶颈效应：蚜虫血淋巴与转基因植物韧皮部甾醇谱高度一致，缺乏Δ⁸甾醇转化能力导致"甾醇饥荒"

• 植物防御排除：RNA-seq显示水杨酸/茉莉酸通路未激活，但翻译相关基因显著上调

应用前景

本研究首次证实通过精准调控植物甾醇合成途径（而非传统抗虫毒素）可特异性影响刺吸式害虫，为开发"代谢抗虫"作物提供新思路。相较于化学杀虫剂，该策略对环境更友好且不易诱发抗药性。

结论

HYD1沉默通过制造"甾醇荒漠"而非激活防御通路来削弱蚜虫适应性，这种基于营养限制的抗虫机制为害虫综合治理提供了全新视角。