張秋朗，劉建宏，徐 進,2*，葉 輝

RNA干擾在鱗翅目昆蟲中的應用研究進展

張秋朗1，劉建宏1，徐 進1,2*，葉 輝3*

（1. 西南林業(yè)大學 云南生物多樣性研究院，云南 昆明 650224；2. 西南林業(yè)大學 西南山地森林資源保育與利用教育部重點實驗室，云南 昆明 650224；3. 云南大學 生態(tài)與環(huán)境學院，云南 昆明 650091）

鱗翅目（Lepidoptera）是昆蟲綱中的第二大目，現(xiàn)已經(jīng)記載的鱗翅目昆蟲多達18萬個種。鱗翅目昆蟲中的許多成員是重要的全球性農(nóng)業(yè)害蟲。多數(shù)鱗翅目害蟲具有繁殖快、危害重、抗藥性強及長距離遷飛等特性，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構成巨大威脅。RNA干擾（RNAi）技術是指通過將目的基因特異性同源雙鏈RNA（dsRNA）導入到細胞內(nèi)，引起與其同源的mRNA特異性降解，從而達成目標基因表達沉默的一種分子技術。目前該技術已被廣泛應用于鱗翅目昆蟲的基因功能研究和綠色害蟲防治策略探索，并在近年來取得了顯著成效和進展?；诖?，對RNAi在昆蟲中的作用機理進行了歸納和概括，并重點總結和探討了近年來RNAi技術在鱗翅目昆蟲基因功能研究以及鱗翅目害蟲防治新方法探索方面取得的新進展，以期為鱗翅目昆蟲相關科學研究和生產(chǎn)實踐提供參考。

鱗翅目昆蟲；RNA干擾；基因功能；害蟲防治

鱗翅目（Lepidoptera）是昆蟲綱（Insecta）中的第二大目，現(xiàn)已記載的鱗翅目昆蟲約有18萬種，分屬于47個總科和128個科[1]。鱗翅目昆蟲包括蛾類（moths）、蝴蝶（butterflies）和弄蝶（skippers）3大類群，但蛾類占了絕大多數(shù)（約90%）。

鱗翅目昆蟲多以幼蟲取食植物，有許多是全球性的重要農(nóng)林業(yè)害蟲，例如棉鈴蟲（）、小菜蛾（）、舞毒蛾（）、煙青蟲（）、玉米螟（）、二化螟（）、甜菜夜蛾（）、斜紋夜蛾（）和草地貪夜蛾（）等。許多鱗翅目害蟲具有寄主范圍廣、繁殖快、危害重、抗藥性強及長距離遷飛能力等特性，每年對農(nóng)業(yè)造成巨大經(jīng)濟損失。以近年來正在全世界發(fā)生的重大遷飛性農(nóng)業(yè)害蟲草地貪夜蛾為例，該害蟲原產(chǎn)于美洲熱帶和亞熱帶地區(qū)，主要危害玉米、水稻等糧食作物[2-3]。自2016年開始，該害蟲入侵了非洲、亞洲、大洋洲等60多個國家和地區(qū)[4]，并于2019年初經(jīng)由云南入侵我國[5]。之后迅速擴散至我國大部分地區(qū)，其中包括長江流域、黃河流域和東北玉米、小麥等重要糧食作物主產(chǎn)區(qū)[6]。除了長距離遷飛能力，草地貪夜蛾還具有較強的繁殖能力和抗藥性[7]。在非洲，草地貪夜蛾可造成玉米年產(chǎn)量減少21%～53%，經(jīng)濟損失估計為24.81～61.87億美元[8]。在我國，草地貪夜蛾每年對玉米及小麥造成的經(jīng)濟損失估計分別為172.86～521.43億美元[9]及155.71～901.43億美元[10]。另一些鱗翅目昆蟲也能對倉儲糧食造成巨大損失，例如地中海粉螟（，印度谷螟（，粉斑螟（及葡萄干果斑螟（等，是世界性廣泛分布的重要倉儲害蟲[11-12]。而一些鱗翅目昆蟲，例如家蠶（和蟲草蝙蝠蛾（，卻是重要的經(jīng)濟性昆蟲。許多蝶類不僅具有較高的藝術觀賞價值，在生物多樣性保護及全球氣候變化生物效應研究領域也有重要價值。此外，大部分鱗翅目昆蟲的成蟲在植物傳粉方面也起著不可忽視的作用。

Fire等[12]首次在秀麗隱桿線蟲（）中發(fā)現(xiàn)外源性雙鏈RNA（double-stranded RNA，dsRNA）可以引起內(nèi)源同源基因沉默的現(xiàn)象，并將其命名為RNA干擾（RNA interference，RNAi）。自首次發(fā)現(xiàn)，RNAi被證明存在于絕大部分真核生物中，包括原生動物、無脊椎動物、脊椎動物、真菌、藻類和植物[13]。由于其簡單高效等特性，RNAi自發(fā)現(xiàn)后便迅速成為基因功能研究的強大反向遺傳學工具[14-16]。與此同時，RNAi在害蟲防治方面也顯示出巨大的潛力，在這方面的里程碑式進展是成功培育了表達雙鏈RNA的抗病及抗蟲轉基因作物[17-18]。當前有效目標基因的快速鑒定和新型 dsRNA 遞送系統(tǒng)的開發(fā)將有助于進一步推進基于RNAi技術的病蟲害防治研究和應用。

2002年，Bettencourt等[19]首次將RNAi技術用于鱗翅目昆蟲刻克羅普斯蠶蛾（）上。到目前為止，已有超過100篇文獻報道了在鱗翅目昆蟲中成功應用RNAi技術的實例，這些研究涵蓋了10個科25種鱗翅目昆蟲（表1～3）?；诖耍疚目偨Y了RNAi內(nèi)在機理的研究發(fā)現(xiàn)，并重點總結和探討了近年來應用RNAi技術研究鱗翅目昆蟲基因功能以及探索鱗翅目害蟲防治新方法方面取得的新進展。

1 RNAi作用機理

1.1 RNAi相關小 RNA

小RNA是一類<200 nt（核苷酸）的核糖核酸短鏈，它們一般是非編碼小RNA分子，目前已知3種不同類別的小RNA可觸發(fā)相應的RNAi途徑[20]：（1）PIWI interacting RNAs（piRNAs）：單鏈RNA，通常長度約為23～36 nt單鏈，與PIWI（P-element induced wimpy testis）亞家族蛋白結合抑制基因轉錄過程并維持生殖細胞中基因組的穩(wěn)定性和完整性，保證正常的配子發(fā)生和生殖過程[18,21]；（2）microRNAs（miRNAs）：為21～24 nt的單鏈RNA，主要調控基因在轉錄后水平的表達[22-23]；（3）small interfering RNAs（siRNAs）：siRNA是dsRNA，通常長度為19～21 bp，由外源或內(nèi)源的長dsRNA分子加工而成，分為外源siRNAs（exo-siRNAs）和內(nèi)源siRNAs（endo-siRNAs）。參與生物體抵抗病毒的侵入、抑制轉座子的擴展或是調控基因轉錄后的表達等機制[21-22]。

雖然siRNA和miRNA進入RNAi途徑的方式不同，但兩者都是dsRNA被核糖核酸酶RNase III（Dicer酶）切割形成的[24]。siRNA和miRNA通過與Argonaut（AGO）家族蛋白結合形成RNA誘導沉默復合體（RNA-induced silencing complex，RISC）。

1.2 昆蟲細胞攝取dsRNA的機制

在昆蟲中，dsRNA攝取可能存在2種主要機制：（1）基于SID-1和SID-2蛋白的跨膜通道介導（transmembrane channel-mediated）的dsRNA攝取機制[25]；在線蟲（）中，SID-1是一種多跨膜蛋白，在線蟲的系統(tǒng)性RNAi（systemic RNAi）過程中起到至關重要的作用，其功能是形成一個多聚體將dsRNA被動運輸?shù)郊毎麅?nèi)。SID-2蛋白主要存在于線蟲的腸道組織中，在線蟲的環(huán)境RNAi（environmental RNAi）過程中發(fā)揮作用[25]。SID同源蛋白同樣存在于鱗翅目昆蟲中，例如在家蠶（中發(fā)現(xiàn)了3個SID同源蛋白，在甜菜夜蛾（）體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)了1個SID同源蛋白[26]。（2）內(nèi)吞作用介導（endocytosis-mediated）的dsRNA攝取機制[27]。黑腹果蠅（）中沒有SID同源基因，其dsRNA攝取與囊泡（vesicles）、清除劑受體（scavenger receptors）以及其它直接或間接參與內(nèi)吞作用的蛋白有關，RNAi 途徑由內(nèi)吞作用介導[27]。

2 外源dsRNA導入昆蟲體內(nèi)的方法

dsRNA導入昆蟲體內(nèi)的方法包括微量注射、飼喂、浸泡、電穿孔、病毒轉染以及轉基因等（表1～3）。dsRNA導入效率可因方法和物種的不同有很大差異，同一方法用在不同物種也可能產(chǎn)生很大差異[26,28]。

2.1 微量注射法

將適量的dsRNA溶液直接注射到昆蟲胚胎或昆蟲體內(nèi)[29]。顯微注射是將dsRNA導入生物體內(nèi)并進入RNAi途徑最直接有效的手段。1998年，Kennerdell和Carthew首次用顯微注射法將黑腹果蠅（）目標基因的dsRNA導入到果蠅的胚胎中，從而得到目標基因的缺陷型[30]。許多研究已經(jīng)成功地在不同種的鱗翅目昆蟲中成功建立RNAi的微量注射體系（表1）。但是，通過顯微注射在鱗翅目昆蟲中導入dsRNA進行RNA干擾的效率相差很大，并不如在其它目的昆蟲中直接[31-32]。此外，dsRNA顯微注射導入法僅適用于在實驗室內(nèi)開展，無法在害蟲防治中應用。

2.2 飼喂法

通過取食dsRNA的方式進入到生物體內(nèi)并引發(fā)RNAi的過程。Timmon等[33]最早在線蟲（）證明通過取食表達dsRNA的大腸桿菌可以導致靶基因沉默。在隨后的研究中，無論是喂食表達dsRNA的轉基因植物和細菌還是直接喂食人工合成的dsRNA，基于飼喂dsRNA的RNAi技術在各種昆蟲類群包括鱗翅目昆蟲中獲得了廣范的應用（表2）。相比于微量注射，飼喂是dsRNA引入到昆蟲體內(nèi)的一種更自然的方法，它不僅造成的損傷小，此方法可以應用到基于RNAi的害蟲防治中，可將人工合成的dsRNA或表達dsRNA的細菌噴灑到植物表面，害蟲通過取食這些植物導致死亡，或害蟲直接取食表達dsRNA的轉基因植物而引起滯育和死亡（表3）。

2.3 浸泡法

基于浸泡的dsRNA導入方法適用于昆蟲細胞和組織，以及昆蟲的特定發(fā)育階段，如昆蟲的卵期和新生幼蟲[34]。最早報告使用浸泡處理導入dsRNA成功進行RNAi是在線蟲（）中[35]。浸泡方法也已在鱗翅目昆蟲中得到成功應用，包括細胞[36-37]，卵[38]和幼蟲[39]（表2）。

2.4 轉基因

轉基因能使昆蟲穩(wěn)定持續(xù)地產(chǎn)生dsRNA，同時可以傳給下一代，有利于研究基因在昆蟲一生乃至幾代中的功能。最早應用于黑腹果蠅（）中，利用GAL4/ UAS轉基因技術表達發(fā)夾RNA從而導致目的基因的沉默[40]，隨后在鱗翅目昆蟲家蠶（）中獲得成功應用[41]。這種技術同樣適用于害蟲防治，例如通過釋放攜帶有可以引起雄性或雌性不育的dsRNA的轉基因昆蟲到田間，轉基因昆蟲與野生昆蟲進行交配從而導致野生個體不育和生殖力下降[42]。

2.5 細菌介導

即通過飼喂或注射利用重組共生菌表達的dsRNA完成RNAi，最常用的是利用重組大腸桿菌表達相關基因的dsRNA。Tian等[43]最早利用重組大腸桿菌表達幾丁質酶（）基因的dsRNA，甜菜夜蛾（）幼蟲食用表達dsRNA的菌液后死亡率顯著上升。細菌介導可以利用活體細菌表達dsRNA，也可以通過熱滅活細菌表達[44]。使用細菌表達的dsRNA比使用試劑盒在體外生產(chǎn)dsRNA更具成本效益，特別是在大規(guī)?；蚬δ芊治龊秃οx防治應用中[45]。

2.6 病毒轉染

病毒轉染原理是將目標基因dsRNA通過病毒的侵染復制途徑導入寄主體內(nèi)進行RNAi過程。病毒介導RNAi的研究還不多，該種方法利用病毒的侵染復制途徑，相較于轉基因RNAi無需建立轉基因昆蟲品系，花費的時間更短，去除了轉基因昆蟲個體或者組織的選育過程[46]。

續(xù)表1 應用dsRNA微量注射法研究鱗翅目昆蟲基因功能的實例

續(xù)表1 應用dsRNA微量注射法研究鱗翅目昆蟲基因功能的實例

3 RNAi在鱗翅目昆蟲基因功能分析中的應用

RNAi 技術目前已經(jīng)成為分析鱗翅目昆蟲基因功能廣泛應用的工具。應用于闡明與鱗翅目昆蟲生長發(fā)育相關的調控基因，為鱗翅目昆蟲發(fā)育、生物學研究、分子調控機制研究奠定基礎（表1和表2）。

Xiang等[80]通過RNAi研究了家蠶（）節(jié)段性身體發(fā)育過程，發(fā)現(xiàn)同源異型復合體（homeotic complex，Hox）基因，和是家蠶幼蟲節(jié)足發(fā)育的抑制器。Kontogiannatos等[81]通過RNAi研究玉米秸稈螟（）發(fā)現(xiàn)保幼激素酯酶（juvenile hormone esterase，JHE）是控制昆蟲從幼蟲到成蟲轉變的重要調節(jié)因子。Shukla等[75]研究發(fā)現(xiàn)在柞蠶（）中，的RNAi完全抑制了和基因的表達，導致不規(guī)則性腺分化現(xiàn)象。前人使用RNAi技術研究發(fā)現(xiàn)許多基因在昆蟲胚胎發(fā)育以及卵黃生成素和信息素合成的調節(jié)中發(fā)揮作用。Wang等[82]在棉鈴蟲（）中使用RNAi沉默3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶基因（3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme，HMGR），證實基因影響棉鈴蟲雌蟲的繁殖能力，有效降低了雌蛾的產(chǎn)卵量，同時抑制卵黃蛋白原的表達水平。Kotwica等[83]利用RNAi技術沉默非洲棉葉蛾（）中的（）基因發(fā)現(xiàn)雄蟲的精子釋放高峰期推遲12 h，證明基因具有調節(jié)精子晝夜釋放節(jié)律的功能。Li等[84]使用RNAi技術研究斜紋夜蛾（）的sex-peptide receptor（SPR）基因功能發(fā)現(xiàn)，基因在調節(jié)雌蛾交配行為和交配后的生理過程中起到重要作用。

表2 其他dsRNA導入方法在鱗翅目昆蟲基因功能研究中的應用

4 RNAi在鱗翅目害蟲防治中的應用

在RNAi被發(fā)現(xiàn)并開發(fā)出其基因沉默方法后不久，昆蟲學家就開始研究將這項技術應用于害蟲防治管理。RNAi可以沉默昆蟲關鍵基因的表達導致昆蟲發(fā)育停滯或死亡，使其成為一種有巨大發(fā)展?jié)摿Φ暮οx防治新策略。突破性進展是開發(fā)了表達雙鏈RNA（dsRNA）的轉基因玉米，以保護玉米根系免受鞘翅目昆蟲西方玉米根蟲（）幼蟲的取食造成的傷害[17]。之后Mao等[92]成功獲得能夠特異表達基因的dsRNA轉基因棉花，給鱗翅目害蟲棉鈴蟲（）喂食該轉基因植株發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲幼蟲對棉酚耐受下降，死亡率明顯增高。目前目標基因鑒定速度的加快以及新dsRNA遞送系統(tǒng)的不斷發(fā)掘提高了RNAi技術在害蟲防治中的使用頻率?；赗NAi技術的害蟲防治方法已經(jīng)在7科16種鱗翅目害蟲中開展（表3）。

表3 RNAi在鱗翅目害蟲防治中的應用

續(xù)表3 RNAi在鱗翅目害蟲防治中的應用

4.1 RNAi防治害蟲原理

在害蟲防治中使用RNAi的基本原理是將外源dsRNA導入目標昆蟲的體內(nèi)，沉默與昆蟲發(fā)育和存活有重要關系的關鍵基因的表達，最終導致目標害蟲發(fā)育停滯和死亡。外源dsRNA介導的RNAi過程包括4個步驟：（1）dsRNA通過跨膜通道介導的通路（transmembrane channel-mediated pathway）或內(nèi)吞介導的通路（endocytosis-mediated pathway）進入到細胞內(nèi)；（2）進入細胞的dsRNA被Dicer酶消化成小雙鏈siRNAs；（3）siRNAs解開螺旋、引導鏈被裝載到RNA誘導的沉默復合體（RISC）上；（4）該RISC通過引導鏈定向，以引導鏈互補性定位含有特定核苷酸序列的mRNA，然后結合到這些特定的mRNA序列，并最終阻止這些靶mRNA的翻譯。

4.2 RNAi在鱗翅目害蟲防治中的進展

4.2.1 取食dsRNA農(nóng)藥 用人工合成的乙酰膽堿酯酶基因的siRNA滲入到人工飼料中喂食棉鈴蟲（）幼蟲，可導致幼蟲死亡率顯著增高（增加了15％）、幼蟲的生長受到抑制、蛹質量明顯減少、成蟲較容易產(chǎn)生畸形并且繁殖力顯著降低（與對照相比降低58%～100％，取決于不同的siRNA濃度）[99]。在實驗室試驗中，將siRNA以3 μg/cm2的濃度均勻涂抹在卷心菜葉的一側上并飼喂小菜蛾（）幼蟲，使幼蟲死亡率顯著升高（增加了65％）[97]。在田間試驗中，在噴施了200 μg/mLsiRNA的甘藍上放養(yǎng)小菜蛾幼蟲，也導致幼蟲死亡率顯著升高（死亡率與對照相比增加了53.4％）[97]。

4.2.2 表達dsRNA的細菌 在鱗翅目昆蟲中首先開發(fā)了重組共生菌表達dsRNA介導進行RNAi效應，2009年，Tian等[43]在甜菜夜蛾（）中利用重組大腸桿菌（Escherichia coli）表達幾丁質酶（）基因的dsRNA，飼喂幼蟲表達dsRNA的菌液進行RNAi，導致幼蟲死亡率顯著上升。將表達基因的熱滅活轉基因大腸桿菌飼喂給粘蟲（）幼蟲5 d后，其死亡率約16%[107]。而將表達基因dsRNA的活體大腸桿菌喂食給粘蟲幼蟲5 d后，導致幼蟲蛻皮受到抑制和40%的幼蟲非正常死亡[108]。喂食小菜蛾（）和棉鈴蟲（）幼蟲表達dsRNA的活體細菌直接導致幼蟲蛻皮困難，幼蟲死亡率高達50%，喂食成蟲使雌蟲的產(chǎn)卵量和卵的孵化率顯著下降[103]。共生菌介導的RNAi在理論上具有雙重特異性，一是dsRNA序列的特異性，二是寄主和共生菌協(xié)同進化的特異性。腸道共生菌能夠持續(xù)生產(chǎn)靶向寄主特異基因dsRNA，從而誘導RNAi進行。因此，細菌介導的RNAi效應可以通過種群水平傳播或者垂直傳播途徑實現(xiàn)鱗翅目害蟲的種群的防治[123]。

4.2.3 表達dsRNA的轉基因植物 可連續(xù)產(chǎn)生足夠dsRNA的轉基因植物被認為是RNAi介導害蟲防治的最佳外源dsRNA導入方式。Mamta等[119]最近的一項研究表明，棉鈴蟲（）幼蟲取食表達幾丁質酶基因dsRNA的轉基因煙草和番茄導致幼蟲死亡率顯著增高。Zhang等[118]研究發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲（）幼蟲取食表達基因的煙草死亡率高到70%。因其高效、便利和低成本的特性，使得表達dsRNA轉基因植物介導RNAi體系在未來農(nóng)業(yè)重要性害蟲和病媒害蟲防治領域中不可或缺，也為綠色環(huán)保的新型植物保護策略提供了新的思路。

4.2.4 通過表皮滲透介導的RNAi 通過浸泡介導的RNAi體系具有節(jié)省勞力同時可以應用于基因高通量篩選的優(yōu)點，在防治多種農(nóng)業(yè)重要性害蟲中成功應用。Wang等[38]將表達糜蛋白酶樣絲氨酸蛋白酶C3的dsRNA噴涂到亞洲玉米螟（）幼蟲體表，使其40%～50%的幼蟲死亡，同時通過熒光標記確認dsRNA能夠成功滲透表皮并在體腔內(nèi)傳導。

4.2.5 通過納米粒子介導的RNAi 納米粒子（Nanoparticles，NPs）包含陽離子聚合物、肽類、糖類、脂質和金屬等大小為1～500 nm的分子。具有穩(wěn)定性、可修飾性、生物降解性和對環(huán)境安全等特點，不僅可以作為分子載體促進dsRNA跨膜轉運，還可以延緩dsRNA在昆蟲消化系統(tǒng)中被極端PH以及各種核酸酶降解，提高細胞對dsRNA的吸收率，顯著提高對RNAi有耐受性昆蟲的干擾效率，特別是許多鱗翅目昆蟲。Parsons等[112]研發(fā)的含胍陽離子聚甲基丙烯酸酯聚合物的納米粒子可以保護dsRNA免受草地貪夜蛾（）中腸核酸酶和極端PH的降解，提高細胞對基因dsRNA的攝入量，得到高效基因敲除的結果。表達基因dsRNA單獨處理甜菜夜蛾（）的死亡率只有16%，而聚合鳥苷酸納米粒子與基因dsRNA混合溶液飼喂使其死亡率增加53%。另外，dsRNA聚合物納米粒子復合體對甜菜夜蛾腸液耐受時間長達30 h[111]。絕大多數(shù)納米粒子具有生物降解和生物相容性的優(yōu)點，因此，通過納米粒子介導的RNAi是一種環(huán)境友好型的害蟲防治措施。

5 小結與展望

在昆蟲中，RNAi 是一種對抗外源病毒的天然免疫方式，基于生物體中的這種內(nèi)在機制而建立的 RNAi 技術已經(jīng)被廣泛用來研究多種昆蟲基因的功能。近年的研究結果表明 RNAi 技術在抵御害蟲和防治益蟲疾病方面具有潛在的應用價值，有可能對農(nóng)業(yè)有害生物的控制起到巨大的推動作用。

RNAi技術在鱗翅目昆蟲分子生物學研究及病蟲害防治領域同樣得了到廣泛應用并取得了前所未有的進展。但是，RNAi技術在鱗翅目昆蟲中的應用同樣存在著一些特別或共性的問題。首先，RNAi通常不能完全阻斷靶基因的表達，不同靶標基因的干擾效果并不相同，不同部位組織的RNAi效率也不一致（表1～3）。其次，由于RNAi機制在鱗翅目昆蟲中的特殊性，其RNAi效率與其他類群昆蟲相比相對較低。

RNAi在病蟲害防治應用方面也面臨諸多問題，例如dsRNA的導入方法及可靠性和穩(wěn)定性，防治效率與成本權衡問題，脫靶和非靶標效應問題等。對于dsRNA施用的穩(wěn)定性問題，目前采用納米材料包埋技術已經(jīng)得到了較好的解決，但在成本控制方面又引入了新問題。目前認為較為可行并極具應用潛力的技術是細菌介導的RNAi及表達靶基因dsRNA的轉基因作物，然而兩者由于涉及細菌載體及轉基因技術，可能存在生物安全問題，因此在應用上也存在諸多限制。此外，由于昆蟲多具有較強的適應性和抗藥性快速進化能力，許多害蟲已經(jīng)對一些抗性轉基因作物產(chǎn)生抗性[7,124-125]。

盡管RNA干擾技術的效率和應用受到各種因素的制約，但不能否認該技術已經(jīng)成為研究昆蟲生長發(fā)育、生理和分子過程中強有力的科研工具。由于其環(huán)境友好、安全以及對非靶標昆蟲影響小等優(yōu)點，RNAi在害蟲綠色防控方面也顯現(xiàn)了巨大潛力。未來，隨著該領域的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，RNAi技術仍將在基因功能等分子生物學研究領域發(fā)揮重要作用，并將進一步推進基于RNAi技術的害蟲防治新策略的探索及應用。

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The Mechanism and Application of RNA Interference in Lepidopteran Insects

ZHANG Qiulang1, LIU Jianhong1, XU Jin1,2*, YE Hui3*

(1. Yunnan Academy of Biodiversity, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China; 2. Key Laboratory of Ministry of Education for Forest Resources Conservation and Utilization in the Southwest Mountains of China, Southwest Forestry University, Kunming 650224, China; 3. School of Ecology and Environment, Yunnan University, Kunming 650091, China)

Lepidoptera is the second largest order in the class of Insecta. About 180 000 species of Lepidoptera have been recorded so far. Lepidopteran insects mostly feed on plants, and many of its members are important global agricultural pests. Many Lepidopteran pests have the characteristics of rapid reproduction, heavy damage, strong resistance to pesticides and long-distance migration, which pose a huge threat to agricultural production. RNA interference (RNAi) technology refers to a molecular technology that introduces target gene-specific homologous double-stranded RNA (dsRNA) into cells to cause specific degradation of the homologous mRNA, thereby achieving target gene expression silencing. At present, this technology has been widely used in the study of the gene function of Lepidopteran insects and the exploration of green pest control strategies, which has achieved remarkable progress in recent years. Based on this, this article summarized the mechanism of RNAi in insects, and then reviewed and discussed the recent progress on gene function study and control strategy exploration in Lepidopteran insects by using RNAi techniques, which may contribute to scientific research and pest management related to Lepidopteran insects.

Lepidoptera; RNA interference; gene function; pest control

Q965

A

2095-3704（2021）04-0363-16

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2021-10-19

2021-11-08

云南省重點領域科技計劃項目（202001BB050002）、云南省農(nóng)業(yè)基礎研究聯(lián)合專項重點項目（2018FG001-002）和國家自然科學基金項目（31760635）

張秋朗（1996—），女，碩士生，主要從事農(nóng)林昆蟲學研究，qiulangzhang@126.com；

通信作者：徐進，研究員，博士，博士生導師，xujin2798@126.com；葉輝，教授，博士，博士生導師，huiye196@163.com。