Hemipteran insekter omfatter noen av økonomisk betydelige skadedyr av agriculturebecause evne å oppnå opphøyet befolkningsvekst og spre sykdommer i planter. BMSB, H. halys Stål, er en invasiv pest som tilfeldigvis ble innført i den vestlige halvkulen i Allentown, Pennsylvania fra Asia (Kina, Taiwan, Korea og Japan) med den første sighting i 1996¹. Siden introduksjonen, BMSB påvist i 43 stater, med høyeste befolkningen i midtatlantiske (DE, MD, PA, NJ, VA, og WV), som i Canada og Europa, og representerer en potensiell trussel mot landbruket². Som en Plantesugere pest, kan BMSB bringe skade på ca 300 identifiserte anlegget verter inkludert høy verdi avlinger som epler, druer, dekorative planter, frø avlinger, soyabønner og mais. Skaden skyldes hovedsakelig skyldes modus for fôring kjent som lacerate og flush der dyr gjennomborer vert avlingen med sin nål som stylet å få tilgang til næringsstoffer fra vaskulær vev^2,3. BMSB er også et innendørs pest som de kan finne bolig i levende områder som skoler og hus i løpet av høsten gjennom vinteren². Kjemikalier og aeroallergens befridd av BMSB ble rapportert til illegale allergisk reaksjon i frukt beskjære arbeidere. BMSB kan også bidra til allergiske sykdommen fører til kontakteksem, konjunktivitt og rhinitt i følsomme individer^4,5. En annen hemipteran insekt, den ACP, D. citri Kuwayama (Nebbmunner: Liviidae) er en alvorlig pest av sitrusfrukter og overfører phloem-begrenset bakterier (Candidatus Liberibacter asiaticus) forårsaker Huanglongbing (HLB), bedre kjent sitrus greening sykdom^6,7. HLB ble først rapportert fra Sør-Kina og har spredt seg til 40 forskjellige asiatiske, afrikanske, Oceanian, Sør og Nord-amerikanske land⁷. Sitrus greening er et verdensomspennende problem med truende økonomiske og finansielle tap som følge av sitrusfrukter tap; dermed regnes styring av ACP av største betydning å forebygge og kontrollere HLB.

Tiltak for effektiv kontroll over disse insekt skadedyr vanligvis krever bruk av kjemiske plantevernmidler som er relativt korte bodde. Kjemisk insektmiddel kontroll strategier ofte mangler trygt miljøledelse strategier eller har avtatt mottakelighet på grunn av plantevernmidler motstand i pest bestander^8,9. Derfor biologisk kontroll av skadedyr med molekylær biopesticides er et potensielt alternativ, men bruk er fortsatt globalt beskjedne, og ulike arter av parasitoider (f.eks Trisolcus japonicus) kan også være effektiv som naturlig biologisk Kontroller. RNAi er potensielt en kommende teknologi for håndtering av invasiv insekt skadedyr med molekylær biopesticides¹⁰. RNAi er en godt beskrevet genet regulatoriske mekanisme som muliggjør effektive posttranscriptional gene silencing av endogene samt invaderende dsRNAs i en sekvens-spesifikk måte, som til slutt fører til regulering av genuttrykk på mRNA nivå^11,12. Kort, når eksogene dsRNA er internalisert i en celle det behandles i siRNAs av et medlem av bidentate nuclease RNase III gruppe, kalt Dicer, som er evolutionarily bevart i ormer, fluer, planter, sopp og pattedyr^{13, 14 , 15}. disse 21-25 nucleotide siRNA duplexes deretter avviklet og integrert i RNA-indusert stanse komplekset (RISC) som guide RNAs. RISC-RNA komplekset kan Watson-Crick base sammenkobling til den supplerende målrette mRNA; Dette fører til slutt til spalting av Argonaute protein, en multi domene protein inneholder et RNase H-lignende domene, som forringer den tilsvarende mRNA og reduserer protein oversettelsen, og dermed fører til posttranscriptional gene stanse^{16 , 17 , 18}.

RNAi for pest administrasjon krever innføring av dsRNA i vivo til taushet genet av interesse, og dermed aktivere siRNA veien. Ulike metoder som har blitt brukt for dsRNA levering til insekter og insekt celler for å indusere systemisk RNAi inkluderer fôring^10,19, soaking^20,21, microinjection²², bærere som liposomer ²³og andre teknikker²⁴. RNAi var første i Caenorhabditis elegans til taushet unc-22 genuttrykk av brann og Mello²⁵, etterfulgt av knockdown i uttrykket av frizzled genene i Drosophila melanogaster²⁶. Første funksjonelle studier utnyttet microinjection å levere dsRNA i insekter, som APIene mellifera^22,27, Acyrthosiphon erter²⁸, Blattella germanica²⁹, H. halys³⁰og Lepidoptera insekter (anmeldt av Terenius et al. ³¹). microinjection er en fordel å gi en nøyaktig og presis dose til området av interesse i insekt. Men slike septisk punkteringer kan framprovosere uttrykket av immun beslektede gener på grunn av traumer³², derfor utelukker praktiske sin i landbruket biopesticides utvikling.

En annen metoden å levere dsRNA i vivo er soaking, som innebærer inntak eller absorpsjon av dsRNA av suspensjon av dyr eller celler generelt i ekstracellulære medium som inneholder dsRNA. Soaking er brukt til å indusere effektivt RNAi i Drosophila S2 vev kultur celler å hemme Downstream-av-Raf1 (DSOR1) mitogen-aktivert protein kinase kinase (MAPKK)²⁰og C. elegans å slå POS-1 gene³³. DsRNA leveres ved hjelp av soaking er imidlertid mindre effektiv å indusere RNAi forhold til microinjection²⁰. RNAi formidlet stanse i et tygge insekt ble først vist i vestlige mais rootworm (WCR) (Diabrotica virgifera virgifera) av infusjonen dsRNA i en kunstig agar kosthold¹⁰. Tidligere rapporter har oppsummert metoder for å levere dsRNA infundert i natural dietter gjelder leddyr³⁴. Disse leveringsmåter var mer bestemt å være sammenlignbare effektivt å kunstig mulighet levering; som i tilfelle av tsetse fly (Glossina morsitans morsitans), der lik knockdown av en immun-relaterte genet ble observert når dsRNA ble levert enten gjennom blod måltid eller microinjected³⁵. Tilsvarende levering av dsRNA gjennom dråper i lys brun apple møll (Epiphyas postvittana)³⁶, diamondback møll (Plutella xylostella) Larvene³⁷, samt honning bier^38,39 indusert effektiv RNAi. Mest effektive RNAi eksperimenter i hemipteran har utnyttet injeksjon av dsRNA⁴⁰ fordi muntlig levering av dsRNA i hemipteran insekter er vanskelige siden det skal leveres gjennom verten anlegget vaskulær vev. Effektiv RNAi ble også observert i ACP og glassaktig vanlig sharpshooter leafhopper (GWSS), Homalodisca vitripennis: dsRNA ble levert gjennom sitrus og vinranker som hadde absorbert dsRNA i vaskulær vev gjennom roten skyll, foliar spray, trunk injeksjoner eller av borekaks^{41,42,43,44,45,46}. Dette resulterte også i første patentet for dsRNA mot ACP (2016, oss 20170211082 A1). SiRNA og dsRNA med bærere som nanopartikler og liposomer formidler stabilitet, og øker i leverte dsRNA effekt er raskt voksende^{23,47,48,49 ,50}. En ny klasse av hydrogenion basert levering biler for nukleinsyrer i vitro og i vivo som var oppsummert spesielt for terapeutiske programmer kan formidle enorme potensial som passer levering vektorer⁵¹. Nanopartikler som en levering kjøretøy for dsRNA kan ha ulemper inkludert løselighet, hydrophobicity eller begrenset bioakkumulering⁵², men en passende polymer hjelpe levering kan kompensere disse ulempene. Utvikling og bruk av selv levere nukleotider dukker også kalt “antisense oligonucleotides”, som enkelt strandet RNA/DNA duplexes⁴⁶.

Vitellogenesis i leddyr er en nøkkel-prosess kontroll reproduksjon og regulert av juvenile hormon (JH) eller isoinokosterone, som er de viktigste indusere av Vg syntese av kroppsfett; Vg er til slutt tatt opp av den utvikle oocyte via Vg reseptor-mediert endocytose⁵³. VG er en gruppe av polypeptides syntetisert extraovarially, som er avgjørende for utvikling av store egg eggeplomme protein, vitellin^54,55, og derfor er det viktig for reproduksjon og aldring⁵⁶. VG har vært vellykket forstummet i nematoder⁵⁷ samt honningbie (APIene mellifera) der RNAi mediert uttømming av Vg ble observert i voksne og egg²². RNAi formidlet posttranscriptional gene stanse Vg ble testet fordi det ble antatt sin uttømming ville føre til en observerbar fenotypiske effekt som redusert fruktbarhet og fruktbarhet, å hjelpe BMSB kontroll. JHAMT genet som kodes i S-adenosyl-L-metionin (SAM)-avhengige JH syre O-methyltransferase, gir det siste trinnet av JH biosyntesen sti⁵⁸. I denne veien farnesyl er pyrophosphate (FPP) sekvensielt forvandlet fra farnesol, til farnesoic syre etterfulgt av konvertering av metyl farnesoate til JH av JHAMT. Denne veien er bevart i insekter og leddyr spesielt for metamorfose, en prosess som er developmentally regulert av hormoner^59,60,61. I B. moriforeslår JHAMT genuttrykk og JH biosyntetiske aktiviteten i Corpora allata at transcriptional undertrykkelse av JHAMT genet er avgjørende for avslutning av JH biosyntesen⁵⁸. Derfor ble JHAMT og Vg genene valgt for målrettet uttømming bruker RNAi. RNAi ble også testet i sitrustrær for kontroll av ACP og GWSS. Sitrus trær ble behandlet med dsRNA gjennom roten skyll, stammer trykk (bagasjerommet injeksjoner), samt foliar spray med dsRNAs mot insekt bestemt arginine kinase (AK) transkripsjoner^42,44. Aktuell anvendelse av dsRNA ble oppdaget over kalesjen av sitrustrær, indikerer effektiv levering gjennom planter vaskulær vev, og resulterte i økte dødeligheten i ACP og GWSS^{41,42, 45}.

I denne studien, har vi identifisert en naturlig kosten Leveringsmetode for behandlinger som dsRNA. Denne nyutviklet teknikken ble brukt for å stanse JHAMT og Vg mRNA bruke genet bestemte dsRNAs i BMSB nymfer som vist tidligere⁶². Disse nye levering protokoller demonstrert her erstatter konvensjonelle RNA leveringssystemer som bruker aktuell spray eller microinjections. Grønnsaker og frukt, stilk trykk, jord gjennomvåt og leire Absorpsjonsmidler i kan bli brukt for levering av dsRNA, som er avgjørende for videreutvikling av biopesticide pest og patogen.