荻草谷网蚜三个关键OBP基因的RNA干扰

【作者】 秦耀果； 蒋欣； 王倩； 李迁； 范佳； 陈巨莲；

【机构】 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室；

【摘要】 荻草谷网蚜(Sitobion miscanthi)是世界范围小麦产区的重要害虫,是我国的优势种,在我国被广泛误用为麦长管蚜(Sitobion avenae)。1我国小麦种植面积广,是小麦产量最大的国家,且小麦大多为冬小麦,是我国主要的粮食作物。荻草谷网蚜在全国各麦区均有分布和危害,是大多数麦区的绝对优势种。其有翅蚜可远距离迁飞,向远距离扩散并很快定殖危害;且在小麦全生育期发生,尤其在小麦穗期发生十分严重。长期以来,由于过分依赖传统化学农药,使得麦长管蚜对化学杀虫剂产生了严重的抗药性,并且产生对天敌、非靶标生物不安全,环境污染,残留等问题。因此,有必要发展一种新型有效、环境友好的绿色防控方法,例如推拉策略。本研究主要就蚜虫嗅觉系统中的气味结合蛋白(OBPs),和报警信息素主要成分(E)-β-farnesene (EβF)展开。2我们前期研究发现S. miscanthi的三个气味结合蛋白OBP3、OBP7和OBP9与植物挥发物、EβF及其类似物、蚜虫性信息素等小分子有很好的结合活性,三者可能是化学信息素的潜在靶标。首先,我们用dsRNA通过饲喂的方式干扰三个OBPs基因。分别克隆三个基因的全长序列,并经过序列验证、酶切,合成双链RNA。将dsRNA混入蚜虫饲料(200μl,ds RNA终浓度为0.25μg/μl)饲喂荻草谷网蚜无翅成蚜,分别沉默12、24、36、48和96 h。3实时荧光定量PCR (RTq-PCR)检测沉默效率,发现饲喂24 h的沉默效果最好,三个基因的相对沉默效率在44–52%。为了达到更好的沉默效果,然后我们设计、合成三个si RNA,采用饲喂的方式分别干扰三个基因,实时荧光定量PCR结果表明,三个基因在干扰96 h后,相对沉默效率达到80%左右。与dsRNA干扰相比较,siRNA的干扰效果有持续性,到干扰120 h仍有此效果,将蚜虫干扰120h后转接到正常小麦苗,此干扰效果仍可持续48 h。因此,我们的结果初步显示了沉默三个潜在靶标基因的潜力,通过RNA干扰,可能降低昆虫对气味感知的能力,从而实现RNAi介导的害虫控制。更多还原