李飞教授团队发现利用miRNA防治水稻二化螟新途径

编辑: 时间:2018年09月17日 访问次数:1488

   近日,浙江大学农业与生物技术学院李飞教授团队在国际知名期刊Plant Biotechnology JournalIF=6.3)上在线发表题为“Transgenic microRNA-14 rice shows high resistance to rice stem borer”的研究论文,发现转microRNA水稻可以对二化螟产生较高的抗性,能够控制二化螟的危害。

 长期以来,二化螟作为水稻的重要害虫,其防治主要依靠化学农药,因此也带来了抗药性、环境污染以及食品安全性问题,新的防治方法亟待开发。microRNA是一类内源的、长度约20-24个核苷酸的小RNA,在动植物中广泛参与基因表达的转录后调控,但是利用microRNA进行害虫防治却鲜有报道。李飞教授团队在二化螟中发现了昆虫特有的microRNAmiR-14),靶向蜕皮激素信号网络的两个关键基因Spook和蜕皮激素受体Ecdysone receptor基因,注射miR-14类似物可以引起二化螟致死及畸形现象(图1)。通过转基因工程技术,在野生型水稻中花11中表达该基因,筛选到3miR-14单拷贝高表达植株,以T0代转基因株系(C#24)喂食二化螟,3天即可引起60%的死亡率,同时T1代接虫实验也证明该转基因株系对二化螟有较高的抗性(图2)。

 此前,李飞教授团队曾发现存在多个miRNA基因协同调控蜕皮激素合成通路,维持二化螟发育的稳定性,相关研究成果发表在RNA研究领域的著名期刊RNA上(IF=4.6)。在此基础上,该研究通过转基因的方法,进一步探索利用昆虫微小RNA进行害虫防治的可能性,为害虫综合治理提供了新的思路。

        浙江大学昆虫科学研究所博士后贺康为第一作者,李飞教授和宜春学院肖花美讲师为共同通讯作者。论文参与单位还有南京农业大学植物保护学院和江西省农业科学院植物保护研究所。该项目受到国家重大研发计划(2017YFD02009002016YFC1200600)以及国家自然科学基金(317722383170178531760514的资助。

                                                          (昆虫所供稿)

PBJ文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/pbi.12990

RNA文章链接:http://rnajournal.cshlp.org/content/23/12/1817

 图1.miR-14负调控SpoEcR基因,过表达miR-14导致二化螟死亡及畸形

miR-14水稻对二化螟具有抗性