2024 Science年度十大科学突破之一:RNA杀虫剂应用于田间

B站影视 2024-12-16 15:07 2

摘要:RNA杀虫剂的田间应用被列为2024年度十大科学突破之一,随着国际上首款RNA生物农药获得EPA登记批准,以及其它几款RNA生物农药积极的进行登记准备,相信该领域的会迎来广阔的应用前景。

2024年《科学》杂志评选出年度十大科学突破,其中包括一项科学突破冠军奖以及九项科学突破入围奖。

RNA杀虫剂用于农田

RNA杀虫剂的田间应用被列为2024年度十大科学突破之一,随着国际上首款RNA生物农药获得EPA登记批准,以及其它几款RNA生物农药积极的进行登记准备,相信该领域的会迎来广阔的应用前景。

杀虫剂可能是一把双刃剑,在杀死害虫的同时也杀死了非靶标的物种。今年,美国环境保护局(EPA)批准了一种可能的解决方案:一种基于 RNA 的杀虫喷雾剂,可根据目标中的基因进行定制。支持者认为,这种新的、精确的方法将比现有的化学品更安全,而且对许多害虫都有效。第一种 RNA 杀虫剂产品的目标是科罗拉多马铃薯甲虫,这种甲虫已经对现有化学品产生了抗药性,每年在全球造成 5 亿美元的作物损失。

由 GreenLight Biosciences 公司发明的 Calantha 能干扰甲虫特有的一种基因。当幼虫咀嚼喷洒过农药的叶子时,RNA 会阻止一种关键蛋白质的表达,幼虫会在几天内死亡。这种机制被称为 RNA 干扰(RNAi),是大多数细胞用来调节基因表达和抵御病毒的自然过程。

2007 年,研究人员发现双链 RNA 可以穿过昆虫的肠道内壁并有效杀死它们,此后,他们试图将 RNAi 转化为对付甲虫、蚊子和其他昆虫的武器。2023 年,一种靶向玉米根虫的 RNA 转基因玉米品种上市。GreenLight 公司目前正在开发另一种杀虫剂,以杀死蜂巢中臭名昭著的瓦螨。

研究人员现在希望通过调整 RNAi 来杀死飞蛾和其他所谓的鳞翅目昆虫,其中包括一些危害性最大的农作物害虫,如小菜蛾和草地贪夜蛾。然而,与甲虫不同的是,鳞翅目昆虫的肠道酶可以在 RNA 对其造成危害之前轻易地将其破坏。将 RNA 包装在一个微小的保护壳内是一个潜在的解决方案,它已成为一个热门的研究领域。

昆虫和其他害虫对毒素的抗药性进化速度之快是出了名的,研究人员已经在想,自然选择需要多长时间才能挫败 RNA 杀虫剂。实验室测试显示,科罗拉多马铃薯甲虫和玉米根虫如果接触到足够高的剂量,就会对 RNA 产生抗药性。与所有试图对抗自然的发明一样,RNA 杀虫剂必须得到有效合理的使用才能保持其优势。

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来源:中国农药工业协会

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