植物是許多真核生物中的一種，通過使用稱為RNA干擾的過程來阻斷蛋白質(zhì)翻譯，可以“關(guān)閉”它們的一個(gè)或多個(gè)基因。研究人員現(xiàn)在通過設(shè)計(jì)農(nóng)作物來生產(chǎn)特定的RNA片段，這些片段在被昆蟲攝入后，啟動(dòng)RNA干擾以關(guān)閉生命或繁殖所必需的目標(biāo)基因，殺死或消毒昆蟲。生物技術(shù)趨勢即將出版的關(guān)于環(huán)境生物技術(shù)的特刊中回顧了這種方法的潛力。

由于化學(xué)農(nóng)藥引起人們對昆蟲抗性，附帶環(huán)境損害和人體暴露風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂，轉(zhuǎn)基因方法正成為未來害蟲防治的有吸引力的選擇。例如，某些玉米和棉花菌株已被改造以從蘇云金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)(Bt)中產(chǎn)生蛋白質(zhì)毒素，其毒害某些蠕蟲，甲蟲和蛾。RNA干擾增加了另一種程度的微妙之處，即通過關(guān)閉消耗作物的害蟲中的必需基因。

“基于RNA干擾的害蟲控制可以提供基本上免費(fèi)的保護(hù)，因?yàn)橐坏┢贩N開發(fā)，植物就可以繼續(xù)使用它，而不需要額外的殺蟲劑應(yīng)用，”聯(lián)合資深作者Ralph Bock說道。德國馬克斯普朗克分子植物生理學(xué)研究所。

RNA干擾策略還可以解決圍繞化學(xué)農(nóng)藥的環(huán)境和人類毒性問題。“當(dāng)我們用RNA干擾技術(shù)瞄準(zhǔn)一種主要害蟲時(shí)，我們真正希望的是看到整體殺蟲劑使用量大幅減少，”馬克斯普朗克化學(xué)生態(tài)研究所所長共同資深作者David Heckel說。

除了應(yīng)用成本和環(huán)境優(yōu)勢外，該方法的倡導(dǎo)者還指出了尋找遺傳目標(biāo)及其物種特異性的靈活性。雖然有機(jī)磷酸鹽等化學(xué)殺蟲劑通過使昆蟲的神經(jīng)系統(tǒng)超負(fù)荷起作用，但合適的RNA干擾靶標(biāo)可能會(huì)控制某些東西，如細(xì)胞蛋白質(zhì)分選，這些東西是必不可少的，但卻是必不可少的。此外，即使某些目標(biāo)基因在物種間相似，最佳設(shè)計(jì)的RNA片段也只能抑制一個(gè)物種及其最近的親屬，而不是像一些化學(xué)殺蟲劑那樣壓倒非威脅性昆蟲。

早期通過遺傳修飾進(jìn)行有害生物控制的嘗試已經(jīng)引起了人們對這些蛋白質(zhì)在某些昆蟲中產(chǎn)生毒性的關(guān)注，這些問題引起了對收獲和攝取作物時(shí)這些蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生什么的擔(dān)憂。“對轉(zhuǎn)基因蛋白質(zhì)的反對意見涉及它們對人類可能的毒性或過敏性的擔(dān)憂，但是通過RNA干擾策略，沒有制造蛋白質(zhì)，只需要一些額外的RNA，”博克說。

RNA干擾在它可以對所有主要作物及其害蟲起作用之前面臨多重障礙。在植物方面，科學(xué)家還沒有找到一種方法來轉(zhuǎn)化谷物葉綠體基因組，如水稻和玉米，這是產(chǎn)生足夠RNA片段以高速消滅害蟲的最直接途徑。在昆蟲方面，突出的害蟲如一些毛蟲可以降解這些碎片，避免目標(biāo)基因的關(guān)閉。

Bock和Heckel都認(rèn)為RNA干擾技術(shù)距離該領(lǐng)域大約需要6到7年，但他們對改變圍繞農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的爭論的潛力持謹(jǐn)慎樂觀態(tài)度。“科羅拉多馬鈴薯甲蟲現(xiàn)在幾乎遍布全球，甚至進(jìn)入中國，”Heckel說。“由于這種主要害蟲的傳播對殺蟲劑具有抗性，因此轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的發(fā)展有一個(gè)很好的例子，試圖阻止這種趨勢，并希望它將證明有足夠的優(yōu)勢來克服對任何和所有基因改造的反對。作物“。