RNA干扰技术用于害虫防治的研究及应用进展

RNA干扰是指内源或外源的双链RNA引发的细胞内同源mRNA特异性降解，阻断基因表达，从而抑制生物体重要功能发挥作用的现象，可造成有害生物发育停滞或者死亡。RNA干扰机制在真核生物中普遍存在。

近年，随着全球RNA干扰技术研发应用在生物医药和育种领域的蓬勃发展，已快速向植保领域渗透。由于RNA农药既能防治病虫害又不影响农作物遗传表达，具有化药与转基因作物的优势结合，且绿色环保无污染，为农业可持续发展提供了一条全新解决途径，被誉为农药史上的第三次革命。联合国粮农组织公布，全球每年高达40%的粮食作物因病虫害而遭受损失，而化学杀虫剂的大量使用不仅产生严重的抗性治理问题，而且给环境安全、食品安全和人类健康都带来巨大的风险，亟需研发新型高效生物农药以实现绿色防控。

近日，上海交通大学农业与生物学院唐雪明团队在Frontiers in Bioengineering and Biotechnology上发表了题为“RNAi-based pest control: Production, application and the fate of dsRNA”的综述文章。该文全面系统综述了RNA干扰技术用于害虫防治的研究和应用进展，主要包括：（1）dsRNA的合成构建及大规模生产方式。重点阐述了应用不同的微生物做底盘细胞的dsRNA合成生物学构建和生产方法、人工噬菌体合成技术及无细胞体外合成的应用；（2）dsRNA外源施用途径。主要介绍了叶面喷洒、根系滴灌和树干注射；（3）外源施用的dsRNA的命运。详细阐述了dsRNA在外周环境、植物细胞、昆虫体内的去向、吸收和工作机制及命运；（4）适用于dsRNA递送的纳米材料挖掘和应用；（5）RNA杀虫剂全球发展趋势。最后，本文对利用多个靶基因的协同作用来提高害虫防治效率进行展望，并指出多个国家正在建立基于新型生物农药的评估框架和监管体系以便于更快推动RNA农药的商业化进程。

Fig 1. The schematic diagram of production, application and the fate of dsRNA

上海交通大学农业与生物学院博士后何梨为本文第一作者，首席研究员唐雪明和助理研究员黄艳娜为本文的共同通讯作者。该研究得到了上海交通大学高层次人才基金和上海领军人才计划项目的资助。