近日,西北农林科技大学植物保护学院果树害虫致灾机理与绿色防控团队李怡萍教授课题组在Pest Management Science在线发表了题为“Trypsin-encoding gene function of efficient star polycation nanomaterial-mediated dsRNA feeding delivery system of Grapholita molesta ”的研究论文。该研究通过转录组技术筛选出梨小食心虫中肠消化酶中的胰蛋白酶关键基因,运用优化的SPc纳米载体介导的RNAi技术分析了其功能,发现胰蛋白酶基因 GmolTrypsin9 可作为防治梨小食心虫的靶标基因,为后续研发RNAi生物农药提供重要理论参考依据。西北农林科技大学植物保护学院博士研究生吕栋标和博士后Kassen Kuanysh为论文的共同第一作者,李怡萍教授和袁向群研究员为该论文的共同通讯作者。
梨小食心虫是重要的世界性果树害虫,严重危害桃、梨、苹果、李子等蔷薇科果树的嫩稍和果实,给果业生产造成极大的经济损失。胰蛋白酶是昆虫中肠内重要的水解类消化蛋白酶,在昆虫的消化和生长发育等方面发挥着重要作用。本研究基于前期的梨小食心虫取食桃、梨、苹果、李子等寄主的转录组数据分析,筛选发现胰蛋白酶关键基因,分析了胰蛋白酶 GmolTrypsin9 基因特征。通过进行dsRNA的稳定性和SPc纳米对靶标基因的保护性实验,优化和筛选了SPc纳米载体介导的RNAi饲喂法最佳剂量,研发了一种高效便捷的验证梨小食心虫靶标基因功能的新方法。运用该方法对胰蛋白酶 GmolTrypsin9 进行干扰后,发现梨小食心虫幼虫中肠胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶的活性显著降低、幼虫期延长和蛹重降低,严重影响其生长发育。结果表明梨小食心虫胰蛋白酶 GmolTrypsin9 是一种重要的昆虫消化酶基因,可以作为研发RNAi生物农药的靶标,具有重要的应用价值。
上述研究为课题组继2023年在Pest Management Science发表的全球入侵性害虫草地贪夜蛾“Dynamics of gut microflora across the life cycle of Spodoptera frugiperda and its effects on the feeding and growth of larvae”之后又一新进展。该研究得到国家自然科学基金面上项目(31871971, 32172409)和陕西省科技重大专项(2020zdzx03-03-02)的资助。