昆虫口腔分泌物效应子及其在害虫防治中基于RNAi技术的应用展望
2021-11-06孙丽丽曹传旺
高 源, 孙丽丽, 曹传旺,2,*
(1. 东北林业大学林学院, 哈尔滨 150040; 2. 东北林业大学, 森林生态系统可持续经营教育部重点实验室, 哈尔滨 150040)
昆虫与植物之间的斗争已有3.5亿多年的历史,目前有记载的昆虫种类达100万余种,其中50%以上为植食性昆虫(Wu and Baldwin, 2010)。昆虫对植物的成功定殖与其多样化的适应策略密切相关,口腔分泌物(oral secretion, OS)在其中起到了至关重要的作用(Consalesetal., 2012; Elzinga and Jander, 2013)。口腔分泌物,又称返吐液,是昆虫唾液腺分泌的唾液和肠道分泌物的混合液,其中含有多种调节植物激素反应的蛋白质,并在取食过程中与植物相互作用,从而影响植物直接防御和间接防御(殷海娣等, 2006; Chen, 2008; Hogenhout and Bos, 2011)。近20年来,RNA干扰(RNA interference, RNAi)成为研究者探究昆虫OS功能的主要手段之一。RNAi是研究昆虫基因功能的有价值的反向遗传学工具,也是目前最有可能应用于害虫防治的新技术(Pitinoetal., 2011; 胡少茹等, 2019)。基于昆虫OS与植物的相互作用关系,通过RNAi技术可以筛选出昆虫OS中直接用于害虫防治的靶标基因。因此,本文主要综述了昆虫口腔分泌物对植物防御的影响、口腔分泌物效应子(effector)的功能以及基于RNAi技术口腔分泌物效应子在害虫防治中的可行性探索,并对以口腔分泌物效应子基因为靶标的RNAi生物防治的应用前景和今后的研究方向进行了展望。
1 昆虫口腔分泌物对寄主植物防御的影响
植食性昆虫OS伴随昆虫的取食分泌至植物中,且OS中含有影响植食性昆虫相关分子模式(herbivore associated molecular patterns, HAMPs)或植物防御反应的各种激发子(elicitor),然而它们在植物中引起的防御反应不尽相同,所涉及的生物学过程也有所差异(Schmelz, 2015)(图1)。……
