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2025年昆虫分子生态学团队科研主要进展
发布时间:2026-04-01 09:48:49    浏览次数:    作者:昆虫分子生态学团队


本年度在昆虫分子生态学团队新增省部级及以上科研项目10:国家自然科学基金2项(重点项目1项、面上项目1项)、国家重点研发计划课题1项、子课题3项、农业农村部政府委托项目1项、中国科学技术协会青年人才托举工程项目1项、重庆市市级项目2项(科技局创新发展联合基金);团队成员在SCI 期刊发表一区论文21篇、新增授权专利1项。团队在RNA生物农药的开发、dsRNA网站设计和γ-辛内酯调控橘小实蝇嗅觉可塑性的分子机制等领域取得重要进展。

为提高RNA生物农药的高效性与安全性,团队开发了一款名为“dsRNAEngineer”的在线工具(https://dsrna-engineer.cn/),该工具具备Screen-target(筛靶分析)、On-target(靶向分析)、Off-target(脱靶分析)和Multi-target(多靶点分析)四大功能。该网站整合了943个物种的转录组数据,其中包括650种有害生物(昆虫、螨类、线虫、真菌等)和293种非靶标生物(水生生物、传粉昆虫、鸟类、农作物、家畜等)。这一丰富的数据资源使用户能够在大规模转录组水平上进行分析,确保设计的dsRNA在高效控制有害生物的同时,最大限度地减少对非靶标生物的潜在风险。结果表明,dsRNAEngineer可精准量化dsRNA对非靶标物种的潜在风险(如MON87411对多数物种无显著脱靶),验证了该平台在RNA农药生态安全评估中的可靠性,为基于RNAi的绿色防控技术提供了标准化安全性评价工具。随着RNA生物农药的兴起,该工具有望为RNAi生物技术在有害生物防治领域的应用提供有力支持,助力可持续农业的发展。相关研究以dsRNAEngineer: a web-based tool of comprehensive dsRNA design for pest control为题发表于Cell子刊《Trends in Biotechnology硕士生陈洋为第一作者,王进军教授和牛金志教授为论文通讯作者。

1 RNA生物农药精准设计在线平台

气味结合蛋白(OBP)是昆虫嗅觉系统中的一类重要蛋白,负责识别和运输环境中的化学信号分子。外界气味分子诱导OBP表达变化的现象在多种昆虫中被发现,这为筛选新的OBP-气味分子互作关系提供了有趣的切入点。然而,导致这种OBP表达变化的转录调控机制至今仍不明确。该研究以重大入侵害虫橘小实蝇为模型,聚焦于能强烈吸引其雌虫产卵的寄主挥发物γ-辛内酯。通过转录组分析及微量热涌动技术在离体层面发现OBP83g-2γ-辛内酯具有高亲和能力,随后通过基于CRISPR/Cas9的基因敲除、触角电位及产卵行为测定等技术在活体层面确定OBP83g-2是感知γ-辛内酯的关键OBP。更为重要的是,研究团队通过双荧光素酶报告系统、凝胶迁移阻滞实验及RNAi等技术,进一步发现转录因子ADF-1-likeγ-辛内酯诱导下,能够正向调控Obp83g-2的转录。基于这些发现,该研究提出了一个由外部气味信号触发、由特定转录因子介导的OBP基因转录调控模型(图2)。该研究不仅阐明了OBP83g-2γ-辛内酯介导橘小实蝇产卵行为中的重要作用,更为理解昆虫在外界气味刺激下OBP基因的转录调控机制提供了重要的理论依据,为未来靶向害虫嗅觉基因表达调控因子开发行为精准干扰的绿色防控策略奠定了理论基础。相关研究以“A case study on the γ-octalactone induced expression of Obp83g-2 in Bactrocera dorsalis (Hendel) revealed the transcriptional regulation of insect odorant binding protein”为题发表于国际知名期刊Communications Biology。团队已毕业博士研究生陈晓凤为第一作者,王进军教授和蒋红波教授为论文通讯作者。

2 Obp83g-2的转录调控机制示意图

 

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