骆焱平教授团队揭示了RNAi防控瓜实蝇的新方法

瓜实蝇Zeugodacus cucurbitae（双翅目：实蝇科）是农作物的重要害虫，分布广泛，可导致作物产量损失高达30%～100%。目前，化学杀虫剂是瓜实蝇的主要防控手段，由于其抗药性和对生态环境的影响，迫切需要高效和环保的新方法来防治瓜实蝇。

RNA干扰（RNA interference, RNAi）具有高效性、特异性、高稳定性、可遗传性和可传递性等优点，对病虫害防治具有重大意义。为此，骆焱平教授团队在瓜实蝇体内鉴定到两个双链RNA降解酶(dsRNases) ZcdsRNase1和ZcdsRNase2，并在瓜实蝇中肠和幼虫期高表达，进一步研究发现在3龄幼虫中共沉默ZcdsRNase1与ZcCOPI-alpha 导致84%的幼虫死亡率，而共沉默ZcdsRNase2与ZcCOPI-alpha，仅导致44%的幼虫死亡率；单独沉默ZcCOPI-alpha，导致59%的幼虫死亡率（图1）。因此，共沉默ZcdsRNase1与ZcCOPI-alpha提高了瓜实蝇中RNAi效率。此外，课题组进一步研究发现敲除ZcCOPI-alpha基因严重影响了瓜实蝇的生长，并导致其卵巢发育异常（图2）。研究结果为基于RNAi的害虫防治策略提供了全新的途径。本研究以 “Double stranded RNA degrading nuclease affects RNAi efficiency in the melon fly, Zeugodacus cucurbitae” 为题，在线发表在昆虫学一区权威期刊Journal of Pest Science上。海南大学博士后Ahmad Shakil和博士生Jamil Momana为论文共同第一作者，骆焱平教授为论文通讯作者，法国尼斯蔚蓝海岸大学教师Jaworski Coline C参与了该研究。

图1 瓜实蝇幼虫的死亡率和RNAi效率

图2瓜实蝇幼虫的表型异常和卵巢缺陷

辐照作为一种虫害管理技术，会引起害虫重大的生理变化，损害昆虫的发育并导致其死亡。本研究对瓜实蝇卵进行辐照处理，经转录组学分析，进一步鉴定出与瓜实蝇发育和存活相关的关键基因并对其进行敲除，发现ImpE2（蜕皮激素诱导基因）的敲除导致蛹和成虫的体型减小；Tpk-tok（酪氨酸蛋白激酶基因） ()的敲除会导致幼虫严重的身体损伤；Eh_1（羽化激素） ()被抑制的成虫不能脱落附着在身体上的旧角质层（图3）。因此， ImpE2和Eh_1对瓜实蝇的生长和发育至关重要，具有应用于RNAi防治作物虫害的潜能。本研究以 “Comparative transcriptomics of the irradiated melon fly (Zeugodacus cucurbitae) reveal key developmental genes” 为题，在线发表在昆虫学top期刊Frontiers in Physiology上。海南大学博士后Ahmad Shakil和博士生Jamil Momana为论文共同第一作者，骆焱平教授为论文通讯作者，法国尼斯蔚蓝海岸大学教师Jaworski Coline C参与了该研究。

图3 瓜实蝇经辐射和基因敲除后的形态变化

论文链接: https://doi.org/10.1007/s10340-023-01637-1

论文链接: https://doi.org/10.3389/fphys.2023.1112548