贵州大学昆虫所李尚伟教授团队：通过RNA干扰敲低葡萄糖胺-6-磷酸N-乙酰转移酶可增强病原真菌对稻纵卷叶螟的毒力

【背景意义】

稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis属于昆虫纲鳞翅目螟蛾科，是一种重要的迁飞性水稻害虫。目前防治该虫传统的方式是大量使用化学杀虫剂，导致其对多种杀虫剂产生了抗药性；昆虫病原真菌能够通过穿透昆虫表皮感染宿主昆虫，为害虫防治提供了新的策略。昆虫角质层是昆虫抵御病原菌侵害的第一道防线和物理保护屏障。几丁质生物合成途径在昆虫角质层几丁质的形成过程中起着至关重要的作用。葡萄糖胺-6-磷酸N-乙酰转移酶（GNA）是昆虫几丁质生物合成中的关键酶，调控几丁质的形成，但GNA介导的角质层代谢如何影响昆虫病原真菌的毒力尚不清楚。

前期研究发现使用RNAi可以成功敲低稻纵卷叶螟不同的几丁质合成相关基因，结果表明其对稻纵卷叶螟具有一定的致死作用。然而，几丁质合成基因的敲低对形成缺陷角质层和增强虫生真菌对稻纵卷叶螟的毒力作用机制尚未进行研究。因此，贵州大学李尚伟教授团队基于RNAi 技术探讨了葡萄糖胺-6-磷酸N-乙酰转移酶（GNA）在稻纵卷叶螟几丁质代谢和角质层行成中的作用。

【研究内容】

本研究探讨了CmGNA基因和昆虫病原真菌绿僵菌和白僵菌对几丁质生物合成基因表达模式、取食行为、感染幼虫的存活率和平均体重、表型畸形、化蛹率和成虫羽化的影响。结果表明，敲低CmGNA并在RNA干扰（RNAi）三天后施用绿僵菌和白僵菌，显著降低CmGNA和其他相关基因的表达，降低取食效率和存活率，并导致感染幼虫平均体重减轻、化蛹率和成虫羽化率降低。CmGNA基因敲低还增加了绿僵菌和白僵菌对幼虫的致死率，导致感染幼虫的表型畸形。RNAi 介导的 CmGNA 敲低扰乱了几丁质合成基因，从而增强了 M. anisopliae 和 B. bassiana 的毒力，这可以为我们提供新的见解来开发针对 C. medinalis 的新型生物防治策略。

图1 通过 RNA 干扰敲低葡萄糖胺-6-磷酸 N-乙酰转移酶基因可增强昆虫病原真菌对稻纵卷叶螟的毒力

图2 注射dsRNA和应用昆虫病原真菌浸虫法处理稻纵卷叶螟幼虫表型 

【作者团队及基金支持介绍】

贵州大学昆虫研究所博士后Muhammad Shakeel为论文的第一作者，李尚伟教授为通讯作者；杜鹃教授参与指导该研究；博士研究生Ashraf Khan、杨广明参与了部分工作。本研究得到了国家自然科学基因项目（31360443/32060641）的资助。

【原文信息】

Muhammad S., Ashraf K, Du, J., Liu, D., Abdul, B., Yang, G. M., Khalid, H., Sohail, A.,Aleena, A, Li S W. (2024) Knockdown of the glucosamine-6-phosphateN-acetyltransferase gene by RNA interferenceenhances the virulence of entomopathogenic fungi against riceleaffolder Cnaphalocrocis medinalis. Pesticide Biochemistry and Physiology , doi.org/10.1016/j.pestbp.2024.106119

（撰稿：李尚伟；审核：常志敏）