RNAi介导的棉铃虫HaHR3基因沉默及转基因棉花抗虫机理研究

RNAi是近年来发现的一种新的基因调控机制，它利用RNA 序列匹配，专一地识别靶基因，抑制靶基因表达；通过植物介导的RNAi技术沉默昆虫重要靶基因，是害虫控制的新策略。本项目拟利用项目依托单位丰富的基因操作经验和转基因植物研究平台，在前期工作的基础上，采用已构建好的棉铃虫蜕皮调节转录因子HaHR3基因的RNAi植物表达载体，通过农杆菌介导法、花粉管通道法转化棉花，获得表达HaHR3基因dsRNA的转基因植株，显著抑制棉铃虫生长发育，确定转基因棉花对棉铃虫体重、蜕皮、化蛹、羽化等各方面的影响；通过对取食转基因棉花的棉铃虫中肠HaHR3转录和表达的研究，阐明转基因棉花的抗虫机理。本项目将促进新的分子生物学技术用于植物保护，为找到新的高效安全控治棉铃虫的方法、培育新一代抗虫转基因棉花奠定坚实基础，对确保我国农产品质量安全和农业可持续发展具有重要战略意义。

RNAi是指由双链RNA介入而引起目的基因表达沉默的现象；通过植物介导的RNAi技术沉默昆虫重要靶基因，是害虫控制的新策略。本研究选取棉铃虫蜕皮调节转录因子HaHR3为靶标基因，通过转化该基因，得到了表达其dsRNA的转基因棉花，并将其繁育到T3代，获得稳定遗传的棉花株系。棉铃虫取食含有dsRNA的转基因棉花后，HaHR3基因的转录水平及蛋白表达水平均被有效抑制，导致幼虫体重下降、死亡及生长发育畸形。在田间，由于抗虫性提高，棉花结铃率显著提高。电镜观察表明，棉铃虫取食转HaHR3基因棉花后，其中肠组织细胞开始出现病变，表现为微绒毛脱落、细胞核核仁降解、染色质分布不均匀等，初步明确了HaHR3基因沉默对棉铃虫中肠组织的破坏作用。本研究找到了一种新的高效安全控治棉铃虫的方法，为培育新一代抗虫转基因棉花奠定了坚实基础。