基于固醇吸收因子NPC1b基因的棉铃虫防治新方法的探索

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaomayc
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棉铃虫是一种常见的农业害虫,食性杂,主要危害多种经济作物。农药的长期使用导致棉铃虫产生较强的抗药性,因此,急需开发新的防治靶标来控制害虫。固醇是昆虫生长发育必须的营养物质,然而昆虫不能合成该营养,必须从食物中获取。因此,胆固醇的吸收转运对于昆虫的生存至关重要。本研究以我国重要害虫棉铃虫为研究对象,对食物中固醇营养吸收关键因子NPC1b(Niemann-Pick type C1b)基因开展了应用基础研究。研究首先采用了先进的分子生物学手段CRISPR/Cas9编辑技术分析确定了NPC1b基因在棉铃虫的固醇营养吸收中起重要作用。NPC1b不能正常表达时会严重影响棉铃虫幼虫的固醇营养吸收并导致其不能正常生长而死亡。在进一步的探索中发现NPC1b蛋白在棉铃虫中肠表达具有特异性,并且可以受食物中胆固醇浓度的调控。因此,可以考虑以NPC1b基因为靶标开发相应的害虫防治新方法。RNAi(RNA interference)技术是一种常用的抑制昆虫基因正常表达的方法,该方法已经在实践中用于开发具有目标特异性的害虫防治技术。本研究进一步探讨了以NPC1b基因为靶标使用RNAi技术防治棉铃虫的可行性。结果表明,无论是饲喂法、注射法还是加入纳米材料介导的饲喂法对NPC1b的表达都没有明显的抑制效果,棉铃虫的生长发育也未受到明显影响,说明针对NPC1b基因,开发以RNAi技术为基础的棉铃虫防治方法是不可行的。生产实践中常用农药多是针对特定基因表达的蛋白的抑制剂,并且害虫对农药产生抗药性多是由于相应基因发生变异导致。为考察固醇吸收因子NPC1b应用于实践防治棉铃虫防治的可行性,我们对田间不同地理种群的棉铃虫成虫NPC1b序列进行测序,并对固醇结合位点进行分析。结果表明,在本研究的6个地理种群中,36个样本序列的相似度能达到99.46%,并且预测蛋白模型的9个固醇结合位点都没有变异,说明这6个地理种群间NPC1b基因高度保守。因此推测,棉铃虫不易对相关的抑制剂产生抗药性;开发以NPC1b蛋白为靶标的抑制剂具有较高的应用潜力。
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