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RNAi技术防治害虫的研究进展

2012-01-26景天忠董瀛谦张海侠刘璇

中国森林病虫 2012年2期
关键词:系统性

景天忠,董瀛谦,张海侠,刘璇

(东北林业大学林学院,黑龙江哈尔滨 150040)

由于“3R”问题,曾经风光无限的化学防治只能作为害虫防治的最后措施来救急,而近年来令人瞩目的转基因抗虫植物(如Bt棉等)也受到抗性问题的困扰[1]。但人们寻找害虫控制新方法的步伐从未停止,随着 RNA干涉(RNA interference,RNAi)技术在基因功能研究、基因治疗等方面的广泛应用,以及RNAi机制研究的深入,利用RNAi技术防治害虫成了人们研究的热点之一[2]。

1 RNAi技术防治害虫的原理

Fire等首先报道了外源的dsRNA可使与之同源的线虫内源的mRNA沉默,并将这一现象称为RNA干涉[3]。在此之前这种技术在植物中称为转录后基因沉默(post-transcriptional gene silencing),在真菌中称为‘quelling’,但在动物中却是一项全新的技术。目前,RNAi技术已用于基因组研究中对基因功能的鉴定、基因敲除(gene knockdown)、癌症及病毒病的控制。作为一种生物技术,RNAi在控制农林害虫方面也表现出巨大的潜力[4]。

RNAi可分为细胞自主性的(cell-autonomous)和非细胞自主性的(noncell-autonomous)。后者又包括系统性RNAi(systemic RNAi)和环境RNAi(environmental RNAi)[4-5]。对细胞自主性 RNAi,沉默过程仅限于引入或表达 dsRNA的细胞,且RNAi过程仅限于单个细胞内。目前,细胞自主性RNAi的机制已经比较清楚,即dsRNA被RNase III(即通常称之为Dicer)切割成21-25个核苷酸长的短干涉RNA双链体(short interfering RNA,siRNA)后整合到RNA诱导的沉默复合体(RNA induced silencing complex,RISC)上,在丢弃过客链(passenger strand)后,RISC结合到同源的mRNA上,并将其切断以阻止翻译。而非自主性RNAi中,干涉发生于那些非应用dsRNA或非产生dsRNA的组织或细胞;环境RNAi指的是细胞从环境中吸收dsRNA,因而该过程也可以发生于单细胞的生物。系统性RNAi只能发生于多细胞生物,因为它包含一个沉默信号从一个细胞转运到另一个细胞或从一个组织转运到另一个组织的过程。……

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