取食转siRNA寄主植物对小菜蛾生长发育影响的生化机制

RNAi技术与转基因技术相结合被应用于控制害虫，取得了一定的成效，有试验证明注射或取食表达dsRNA的寄主植物阻碍了靶标昆虫的发育，表达siRNA的寄主植物是否对靶标昆虫的生长发育产生影响及影响的机制还不清楚。.本项目首次构建小菜蛾中肠Bt受体类钙粘蛋白基因的siRNA载体，并将其转入寄主植物甘蓝中，深入研究饲喂该寄主植物后，与小菜蛾生长发育相关的酶如保幼激素酯酶、保幼激素环氧水解酶、保幼激素二醇激酶、细胞色素P450氧化酶、乙酰胆碱酯酶、羧酸酯酶和谷胱甘肽转移酶等的活性变化，采用放射免疫法测定蜕皮激素的滴度变化。从而揭示基因沉默阻碍昆虫生长发育的生化机制，为进一步利用RNAi技术防治害虫提供理论依据。

通过测定抗性选育对小菜蛾体内解毒和消化酶的影响、分析小菜蛾三种Bt受体基因的表达量、体外注射dsRNA成功建立RNAi干扰体系、APN2基因沉默后对小菜蛾当代及后代生物学及形态学特性的影响等的研究，取得的重要结果有：（1）小菜蛾Cry1Ac抗性的谷胱甘肽转移酶活性高于敏感品系；敏感品系的羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶的活性均高于抗性品系，两品系的解毒酶活性无显著差异。小菜蛾海藻糖酶、蔗糖酶活性均以敏感品系为最高，Bt-T2品系最低，各品系的两种酶活性之间差异不显著；三品系蛋白酶活性以敏感品系为最高，Cry1Ac-R品系最低，各品系的酶活性之间差异极显著。（2）小菜蛾体内钙粘蛋白和APN基因均以4龄幼虫中的表达量最高，敏感品系中肠钙粘蛋白、APN及ALP的表达量与抗性品系的表达量显著高于抗性品系表达量。（3）采用直接注射dsRNA的方法建立了小菜蛾的RNAi体系，并成功沉默了钙粘蛋白和APN2基因，目标dsRNA能显著减少敏感及抗性品系钙粘蛋白及APN2的基因表达量，以注射dsRNA后的第二天（钙粘蛋白）或第三天（氨基肽酶）减少量为最多。（4）APN2基因沉默后引起了小菜蛾当代及子代幼虫死亡率的升高，孵化率、产卵量、蛹重、羽化率及成虫寿命的降低。基因沉默后，小菜蛾子代卵的宽度无显著变化，但卵的长度、蛹的长度和宽度均比当代的要小。这些研究结果有助于明确小菜蛾Bt受体的功能，为发展中的小菜蛾对Bt的抗性治理对策提供了理论依据。