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世界杯足球竞彩app:世界杯足球竞彩app水稻害虫研究团队利用基因编辑鉴定出二化螟FAR基因功能, 并借助HIGS技术创造抗二化螟水稻新种质

来源: 发布时间:2022-08-17 15:01 点击: 字体大。

二化螟是:λ镜闹匾Τ,在我国频繁暴发成灾,严重威胁国家粮食安全。2020年农业农村部已将二化螟列入《一类农作物病虫害名录》。长期以来,过度依赖化学防治导致 “3R”问题日趋严重,亟待寻找安全、绿色、高效的害虫防控新策略。寄主介导的基因沉默技术(HIGS)是一种新的农业害虫防治方法,害虫在为害转基因作物的同时摄入外源特异dsRNA,从而诱导害虫目标基因的RNAi,引发害虫不良反应达到控制虫害的目的。

近日,世界杯足球竞彩app水稻害虫研究团队在国际知名期刊 Plant Biotechnology Journal(IF=13.26)上发表了题为“FAR knockout significantly inhibits Chilo suppressalis survival and transgene expression of double-stranded FAR in rice exhibits strong pest resistance”的研究论文。研究人员利用基因编辑技术鉴定了二化螟FAR基因功能, 并借助HIGS技术构建了表达dsFAR的抗二化螟水稻新材料。

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研究团队长期致力于寻找基于生殖发育调控的害虫防控新策略。先前研究表明,二化螟雌蛾卵子成熟过程在蛹期完成,而FAR (fatty acyl-coenzyme A reductase)基因在二化螟蛹期高表达,研究人员首先通过RNAi实验探究该基因是否参与二化螟生殖发育过程,结果显示,该基因与卵巢发育无直接相关性。进一步采用multi-sgRNAs/Cas9基因编辑技术对二化螟FAR保守结构域进行大片段敲除,成功创建二化螟FAR突变体,结果发现敲除FAR后,G0代幼虫生长发育明显受阻,存活率显著下降,提示该基因在二化螟幼虫生长发育过程中发挥重要作用,可作为创建抗二化螟水稻新材料的靶标。同时,利用Multi-sgRNAs/Cas9基因编辑技术可在单代二化螟中完成基因功能鉴定,解决了鳞翅目昆虫难以筛选突变纯合体的问题,该技术的成功运用为鳞翅目害虫基因功能研究提供了有力的工具。

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在此基础上,研究人员利用转基因工程技术成功构建了表达dsFAR的转基因水稻株系。利用Southern印迹杂交及荧光原位杂交分析表明该水稻株系可稳定表达dsFAR,Small RNA测序结果显示,dsFAR能被水稻内切酶切割为特异的siRNAs。以具有较高dsFAR表达水平的水稻株系(L#2、L#10、L#11)进行室内外饲喂生物测定实验,结果表明二化螟在取食过程中可有效吸收外源siRNAs从而高效沉默靶基因,导致其死亡率升高。更重要的是,二化螟在取食过程中对转基因株系仅造成局部组织损伤,同时也未发现转基因植株对非靶标害虫(白背飞虱)及水稻主要农艺性状和产量有不良影响。该研究成果为利用HIGS技术靶向调控二化螟生长发育的关键基因进行害虫防治奠定了基。化螟综合治理提供了新的思路。


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世界杯足球竞彩app水稻害虫研究团队邱林博士与李有志教授为该论文共同通讯作者,在读博士生孙颖娟为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金、湖南省自然科学基金和中国博士后基金等项目的资助。



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