细菌表达的赤拟谷盗防控基因dsRNA的筛选及其非靶标效应评价

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近年来,昆虫RNA干扰(RNAi)技术的研究取得了空前的发展,基于RNAi的害虫防治方法受到广泛关注。目前制约dsRNA在害虫防治中的应用的主要因素是高效低成本的dsRNA合成方法和dsRNA的安全性风险。基于此,本论文首先利用CiteSpace软件分析总结了全球昆虫RNAi的研究热点,确定了以赤拟谷盗作为研究对象,建立了大肠杆菌表达dsRNA饲喂赤拟谷盗的方法,筛选到对赤拟谷盗具有防控效果的dsRNA片段,并评价了其非靶标效应,以期为为赤拟谷盗RNAi的非靶标效应评价提供一定的数据基础,为dsRNA在害虫防治中的安全应用提供理论依据。本论文主要结果如下:1.细菌表达的赤拟谷盗防控基因dsRNA的筛选对赤拟谷盗四个候选基因dsRNA构建了重组表达载体,并成功地使靶标基因的dsRNA在大肠杆菌HT115(DE3)中表达。以大肠杆菌RNA粗提液混合饲料饲喂赤拟谷盗幼虫,发现dsTcCht10和dsTc VATP-C对赤拟谷盗幼虫的存活率和基因转录水平均有显著影响。对dsTcCht10进行了浓度梯度测试,其致死中浓度LC50为105.5 ng/mg,该dsRNA片段在赤拟谷盗防控中具有一定的应用价值。2.dsTcCht10饲喂后赤拟谷盗转录组的分析通过转录组测序的方法,分析了赤拟谷盗dsTcCht10饲喂后其基因表达的情况。结果表明,有效沉默TcCht10后,除了TcCht10表达量明显下降,与表皮相关的其余52个基因表达量也显著变化。此外,dsTcCht10也可能会对赤拟谷盗其他非靶标基因的转录水平造成影响,今后可以结合降解组等测序方式并基于全基因组进行深入分析和验证,以更好了解dsRNA或者siRNA的脱靶效应。3.dsTcCht10对两种非靶标生物影响的评价将不同浓度的dsTcCht10饲喂两种非靶标生物丽蝇蛹集金小蜂和麦蛾柔茧蜂,以非靶标生物同源基因的dsRNA作为阴性对照。结果表明,dsTcCht10饲喂对这两种非靶标生物的存活率都无显著影响,但是1000 ng/μL的dsTcCht10对丽蝇蛹集金小蜂Cht10基因转录水平有显著影响,这可能与dsTcCht10片段与丽蝇蛹集金小蜂同源基因的序列相似性有关,赤拟谷盗dsTcCht10与丽蝇蛹集金小蜂同源基因的相似性为66.75%,且存在连续19-23nt核苷酸的匹配个数。
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