棉花是世界性的重要经济作物,也是我国最重要的纤维作物,还是我国第二大饲用植物蛋白、第四大食用油来源。棉花产业是自治区和兵团的主导产业。棉花生育期易受多种病虫害威胁,特别是棉蚜等害虫危害,常年造成产量损失高达5%-10%,且影响纤维质量,是新疆棉花产业绿色可持续发展的重要制约因素。传统的化学防治方法虽然在短期内有效,但蚜虫的快速繁殖、迁移能力以及耐药性的产生,难以长期有效控制害虫。培育抗性品种是作物抵抗病虫害的有效手段。由于抗性基因缺乏,难以利用传统育种方法培育抗蚜新品种。因此,探索和利用新的技术手段培育棉花抗蚜品种是非常必要的。
谢宗铭研究员领衔的作物种质资源保存与精准育种创新团队与中国科学院微生物研究所郭惠珊团队合作,针对棉蚜生长关键基因AgDPPS1设计dsRNA,成功获得了两个稳定表达sRNA的RNAi棉花新种质:AgDPPSi-1和AgDPPSi-2。室内抗蚜检测显示,与对照棉花相比,AgDPPSi-1和AgDPPSi-2叶片上蚜虫数量明显降低,说明AgDPPSi植物有效地降低了蚜虫的存活率和繁殖力。田间蚜虫数量统计结果表明,定殖于AgDPPSi棉花叶片的蚜虫数量显著低于受体对照。Northern blot检测确认了定殖于RNAi棉花的蚜虫的AgDPPS1基因mRNA被降解,证实田间RNAi棉花通过抑制蚜虫AgDPPS1基因表达获得对蚜虫的抗性。该研究展示了RNAi技术在作物病虫害防治中的潜力,为未来抗虫作物的育种提供了新的思路和方法。
2024年12月5日,该项最新研究成果以“HIGS-mediated crop protection against cotton aphids”为题,在国际著名学术期刊Plant Biotechnology Journal在线发表,DOI:10.1111/pbi.14529。Plant Biotechnology Journal(植物生物技术杂志)是世界植物生物技术领域的顶级期刊之一,五年影响因子/JCR分区:11.6/Q1。谢宗铭研究员和郭惠珊研究员为论文共同通讯作者。该项研究获得国家重点研发计划(2022YFD1400800)、新疆生产建设兵团科技计划(No.2022DB014)资助。