يوضح هذا المقال رواية التقنيات المتقدمة للتسليم الشفوي من الحمض النووي الريبي مزدوج-الذين تقطعت بهم السبل (dsRNA) عن طريق الأنسجة الوعائية النباتات لتدخل الجيش الملكي النيبالي ([رني]) في ساب لحاء تغذية الحشرات.
لحاء ومصنع ساب تغذية الحشرات تغزو سلامة المحاصيل والفواكه لاسترداد المواد الغذائية، في عملية إتلاف المحاصيل الغذائية. الحشرات هيميبتيران حساب لعدد من الآفات اقتصاديا كبيرا للنباتات التي تسبب أضرارا للمحاصيل التي تتغذى على لحاء sap. علة نتن مارموراتيد براون (بمسب)، حليس هاليومورفا (هيتيروبتيرا: بينتاتوميداي) وبسيليد الحمضيات الآسيوية (ACP)، سيتري ديافورينا كوياما (هيميبتيرا: ليفييداي) هي الآفات الحشرية هيميبتيران وعرض في أمريكا الشمالية، حيث أنها عند الآفات زراعية الغازية ذات قيمة عالية التخصص، والصف، والمحاصيل والحمضيات، فضلا عن الآفات إزعاج أنهم التجميعية في الداخل. مقاومة المبيدات الحشرية في كثير من الأنواع قد أدى إلى تطوير أساليب بديلة لاستراتيجيات إدارة الآفات. مزدوج-الذين تقطعت بهم السبل الحمض النووي الريبي (dsRNA)-تدخل الجيش الملكي النيبالي وساطة ([رني]) هو جين إسكات إليه للدراسات الجينومية الوظيفية التي لها تطبيقات محتملة كأداة لإدارة الآفات الحشرية. دسرنا مناشئ المركبة أو الحمض النووي الريبي التدخل الصغيرة (siRNA) يمكن أن تؤدي إلى إسكات الجينات ذات كفاءة عالية من خلال تدهور الذاتية الجيش الملكي النيبالي، الذي مثلى لأنه قدم. يتطلب استخدام فعالة والبيئية من [رني] كالمبيدات البيولوجية الجزيئية لذالك الحشرات هيميبتيران إيصال في فيفو دسرناس من خلال التغذية. هنا نظهر الأساليب لإيصال دسرنا للحشرات: تحميل من دسرنا إلى الفاصوليا الخضراء بالغمر، واستيعاب من دسرنا الخاصة بالجينات مع التسليم الشفوي عن طريق الابتلاع. وقد اوجزنا أيضا نهج التسليم النباتات غير المعدلة وراثيا باستخدام الرش ورقي، جرعة الجذر، والجذع الحقن، فضلا عن حبيبات الطين، والتي قد تكون ضرورية لإطلاق سراح المطرد دسرنا. وأكدت كفاءة تسليم دسرنا بلعها شفويا جرعة فعالة للحث على حدوث انخفاض كبير في التعبير عن الجينات المستهدفة، مثل حمض هرمون الأحداث يا methyltransferase (جهامت) وتغيرات (جيد جداً). وتمثل هذه الأساليب المبتكرة استراتيجيات من أجل إيصال دسرنا استخدامها في حماية المحاصيل، والتغلب على التحديات البيئية لإدارة الآفات.
وتشمل الحشرات هيميبتيران بعض الآفات الأكثر اقتصاديا كبيرا من أجريكولتوريبيكاوسي قدرتها تحقيق النمو السكاني المرتفعة، وانتشار الأمراض في النباتات. بمسب، Stål H. حليس ، هو الآفات الدخيلة التي أدخلت بطريق الخطأ في نصف الكرة الغربي في الينتاون، بنسلفانيا من آسيا (الصين وتايوان، وكوريا، واليابان) مع رؤية أول المبلغ عنها في عام 19961. منذ إطلاقها، بمسب وقد اكتشفت في 43 دولة، مع السكان أعلى في منتصف المحيط الأطلسي (دي، دكتوراه في الطب، السلطة الفلسطينية، نيو جيرسي، خامسا، وبخار الماء)، وكذلك في كندا وأوروبا، وتمثل تهديدا محتملاً للزراعة2. يمكن أن تحرض بمسب كالآفات الحشرة، الأضرار بحوالي 300 مضيفي النباتات المحددة بما في ذلك المحاصيل ذات القيمة العالية مثل التفاح والعنب ونباتات الزينة، والبذور للمحاصيل، وفول الصويا والذرة. بسبب الأضرار المقام الأول الواجب وضع التغذية المعروف لاسيراتي وتدفق حيث يثقب الحيوان المحصول المضيف مع ستيليت إبرة تشبه به للوصول إلى المواد الغذائية من الأنسجة الوعائية2،3. بمسب هو أيضا الآفات داخلي كما قد وجدوا الإقامة في مناطق المعيشة مثل المدارس والمنازل خلال فصل الخريف من خلال فصل الشتاء2. المواد الكيميائية وصدر عن بمسب أيرواليرجينس أفيد الارتكاس التحسسي غير المشروعة في عمال محاصيل الفاكهة. بمسب قد يسهم أيضا في أمراض الحساسية مما يؤدي إلى أكزيما، والتهاب الملتحمة، والأنف في الأفراد الحساسة4،5. حشرة هيميبتيران آخر، الكاريبي والمحيط الهادئ، سيتري دال- كوياما (هيميبتيرا: ليفييداي)، وآفة خطيرة من الحمضيات، وينقل البكتيريا لحاء المحدودة (Candidatus ليبيريباكتير آسيوي) مما تسبب في هوانجلونجبينج (HLB)، المعروف تخضير الحمضيات المرض6،7. HLB ذكر أولاً من جنوب الصين وانتشر إلى 40 مختلفة آسيا وأفريقيا، وأوقيانوسيا، وجنوب وشمال أمريكا البلدان7. تخضير الحمضيات مشكلة في جميع أنحاء العالم مع تهديد خسائر اقتصادية ومالية بسبب فقدان الحمضيات؛ ومن ثم، تعتبر الإدارة من الكاريبي والمحيط الهادئ أهمية قصوى لمنع ومراقبة HLB.
عادة ما يتطلب اتخاذ تدابير لمكافحة فعالة لهذه الآفات الحشرية عاش تطبيق مبيدات الآفات الكيميائية التي تعتبر قصيرة نسبيا. استراتيجيات مكافحة مبيدات الحشرات الكيميائية كثيرا ما تفتقر إلى استراتيجيات الإدارة البيئية الآمنة أو قد تناقصت قابلية بسبب مقاومة المبيدات الحشرية في مكافحة الآفات السكان8،9. ومن ثم، المكافحة البيولوجية للآفات بالمبيدات البيولوجية الجزيئية بديل محتمل، ولكن استخدامها على الصعيد العالمي ما زال متواضعا، والأنواع المختلفة من الطفيليات (مثلاً، تريسولكوس japonicus) يمكن أيضا أن تكون فعالة البيولوجية الطبيعية عناصر التحكم. [رني] احتمال ظهور التكنولوجيا لإدارة الآفات الحشرية الغازية مع المبيدات الحيوية الجزيئية10. [رني] هو عبارة عن إليه تنظيمية جينات وصفاً جيدا أن ييسر إسكات الجينات بوسترانسكريبشونال فعالة من الذاتية فضلا عن غزو دسرناس بطريقة خاصة بالتسلسل، الذي يؤدي في نهاية المطاف إلى تنظيم التعبير الجيني في مرناً مستوى11،12. باختصار، عندما دسرنا خارجية متغللة في خلية تتم معالجتها في سيرناس بواسطة عضو فوق عائلة “الثالث رناسي” نوكلاس bidentate، يسمى ديسير، الذي هو المصانة تقحم في الديدان والذباب، والنباتات، والفطريات، والثدييات13، 14 , 15-ثم تفكيك هذه الدوبلكس siRNA النوكليوتيدات 21-25 والمتكاملة في مجمع إسكات المستحثة بالحمض النووي الريبي (RISC) دليل الكشف. يسمح هذا المجمع RISC-الجيش الملكي النيبالي واتسون-كريك قاعدة الاقتران لتكمل الهدف مرناً؛ وهذا يؤدي في النهاية إلى الانقسام بالبروتين أرجوناوتي، بروتين مجال متعددة تحتوي على مجال مثل ح رناسي، مما يحط من قدر مرناً المقابلة ويقلل من ترجمة البروتين، مما يؤدي إلى بوسترانسكريبشونال الجينات إسكات16 , 17 , 18.
[رني] لإدارة الآفات يتطلب إدخال دسرنا في فيفو لإسكات الجينات للفائدة، وبالتالي تفعيل المسار siRNA. وتشمل مختلف الأساليب التي استخدمت لإيصال دسرنا إلى خلايا الحشرات والحشرات للحث على المنهجية [رني] تغذية10،19، مغطس20،21، microinjection22، شركات مثل الدهنية 23، و تقنيات أخرى24. [رني] كان الأولى أظهر في ايليجانس كاينورهابديتيس لإسكات التعبير الجيني unc-22 برصاص وميلو25، متبوعاً بضربه قاضية في التعبير عن الجينات فريزليد melanogaster المورفولوجية26. تستخدم الدراسات الفنية الأولية microinjection لتسليم دسرنا في الحشرات، مثل Apis mellifera22،27، و بسام أسيرثوسيفون28،29من جرمنيك بلاتيلا، حليس H.30، والحشرات ليبيدوبتيران (استعرضها ترينوس et al. 31)-microinjection مفيد لتقديم جرعة صحيحة ودقيقة لموقع اهتمام بالحشرات. أن كان ذلك قد تثير هذه ثقوب التعفين محصنة الجينات ذات الصلة بسبب الصدمة32، ومن ثم استبعاد التطبيق العملي لها في التنمية الزراعية المبيدات الحيوية.
أسلوب آخر لإيصال دسرنا في فيفو مغطس، الذي ينطوي على ابتلاع أو امتصاص دسرنا بتعليق الحيوانات أو الخلايا عموما في المتوسط خارج الخلية التي تحتوي على دسرنا. مغطس قد استخدمت للحث على كفاءة [رني] في خلايا استنبات الأنسجة S2 المورفولوجية تمنع دوونستريم من Raf1 (DSOR1) mitogen تنشيط بروتين كيناز كيناز (مابك)20، وكذلك في C. ايليجانس الصمت 1-نقاط البيع الجينات33. بيد أن دسرنا تسليمها باستخدام مغطس أقل كفاءة للحث على [رني] مقارنة microinjection20. أولاً أبدى [رني] وساطة إسكات بحشرة مضغ روتوورم الذرة الغربية (فكر) (ظهرت فيرجيفيرا فيرجيفيرا) عن طريق غرس في دسرنا إلى النظام غذائي أجار اصطناعية10. موجز تقارير سابقة لها أساليب لتسليم دسرنا غرست في الوجبات الغذائية الطبيعية محددة المفصليات34. طرق التسليم هذه حددت كذلك فعالة نسبيا بوسائل اصطناعية للتسليم؛ مثل قضية ذبابة التسي تسي (مورسيتانس مورسيتانس اللواسن)، حيث لوحظ متساوية ضربة قاضية من المورثات المتصلة بجهاز المناعة عندما تم تسليم دسرنا أما من خلال وجبة الدم أو ميكروينجيكتيد35. وبالمثل، تسليم دسرنا من خلال قطرات في أبل البنى الخفيفة العثة (بوستفيتانا ابيفياس)36، يرقات العثة diamondback (إكسيلوستيلا بلوتيلا)37، فضلا عن عسل النحل38،39 الناجمين عن كفاءة [رني]. واستخدمت تجارب [رني] الأكثر فعالية في هيميبتيران حقن دسرنا40 لأن التسليم الشفوي من دسرنا في الحشرات هيميبتيران شاقة نظراً لأنه يجب أن يتم تسليم من خلال الأنسجة الوعائية للنبات المضيف. كما لوحظ فعالة [رني] في الكاريبي والمحيط الهادئ وقناص زجاجي مجنح leafhopper (جوس)، فيتريبينيس هومالوديسكا: دسرنا تم تسليمها عن طريق أشجار الحمضيات والكرمه قد استوعبت دسرنا في الأنسجة الوعائية من خلال جرعة الجذر، ورقي بخاخ أو حقن الجذع أو الاستيعاب بلفتات41،42،43،44،،من4546. كما أسفر هذا أول براءة دسرنا ضد ACP (2016، A1 20170211082 لنا). تسليم siRNA ودسرنا استخدام شركات النقل مثل جسيمات نانوية والدهنية يضفي الاستقرار، وزيادة في فعالية دسرنا تم تسليمها سريعاً الناشئة23،،من4748،49 ،50. فئة جديدة من المركبات المستندة إلى نانوحبيبات التسليم للأحماض النووية في المختبر و في فيفو التي تم تلخيصها خصيصا للتطبيقات العلاجية قد نقلها إمكانات هائلة بمناسبة تسليم ناقلات51. جسيمات نانوية كوسيلة إيصال دسرنا قد العيوب بما في ذلك القابلية للذوبان، هيدروفوبيسيتي، أو التراكم الأحيائي محدودة52، ولكن عملية تسليم مساعدة مناسبة بوليمر قد تعوض هذه العيوب. وظهرت أيضا التنمية والاستخدام الذاتي إيصال النيوكليوتيدات يسمى ‘النوكليوتيد العقاقير’، وهي واحد الذين تقطعت بهم السبل الدوبلكس الحمض الريبي/46.
فيتيلوجينيسيس في المفصليات مفتاح عملية التحكم في الإنجاب وينظم هرمون الأحداث (جون) أو اكديسوني، وهي مستحثات رئيسية لتوليف جيد جداً من الدهون في الجسم؛ يتم أخذ جيد جداً في نهاية المطاف بالبويضات النامية عبر Vg مستقبلات وساطة الالتقام53. Vg هو تجميع مجموعة من البروتينية اكستراوفاريالي، الذي لا غنى عنه لتنمية البروتين صفار البيض الرئيسية،54،فيتيلين55، وذلك، من المهم في الإنجاب والشيخوخة56. Vg قد تم إسكاته بنجاح في الديدان الخيطية57 ، فضلا عن عسل النحل (Apis mellifera) حيث توسط [رني] استنفاد Vg لوحظ في البالغين والبيض22. [رني] إسكات الجينات بوسترانسكريبشونال وساطة Vg تم اختباره لأنه كان يعتقد استنفاد سيؤدي إلى تأثير المظهرية يمكن ملاحظتها مثل انخفاض الخصوبة وخصوبتها، يحتمل أن تكون المساعدة في مراقبة بمسب. جهامت الجين الذي يشفر S-adenosyl-L–الميثيونين (SAM)-تعتمد جابر حمض س-ميثيلترانسفيراسي، يحفز الخطوة الأخيرة في الطريق الحيوي جابر58. في هذا المسار farnesyl تسلسلياً تتحول بيروفوسفات (FPP) من فارنيسول، لحمض فارنيسويك متبوعاً بتحويل فارنيسواتي الميثيل إلى جابر من جهامت. هذا المسار هو المصانة في الحشرات والمفصليات خصيصا للمسخ، عملية تنمويا وينظم الهرمونات59،،من6061. في موري (ب)، التعبير الجيني جهامت ونشاط جابر السكروز في كلام المجاميع تشير إلى أن قمع النسخي الجينات جهامت حاسمة لإنهاء جابر الحيوي58. ولذلك، اختير الجينات جهامت و جيد جداً لاستنفاد المستهدفة باستخدام [رني]. كما تم اختبار [رني] في أشجار الحمضيات للتحكم في الكاريبي والمحيط الهادئ وجوس. تعامل أشجار الحمضيات مع دسرنا عن طريق جرعة الجذر، ووقف الصنبور (حقن الجذع)، فضلا عن الرش ورقي مع دسرناس ضد الحشرات ارجينين محددة كيناز (حزب العدالة والتنمية) النصوص42،44. تم الكشف عن تطبيق موضعي دسرنا جميع أنحاء أديم أشجار الحمضيات، التي تشير إلى تقديم بكفاءة من خلال الأنسجة الوعائية في النباتات، وأسفرت عن زيادة في معدل الوفيات في الكاريبي والمحيط الهادئ وجوس41،42، 45.
في الدراسة الحالية، وقمنا بتحديد طريقة تسليم النظام غذائي طبيعي لعلاجات مثل دسرنا. بعد ذلك استخدمت هذه التقنية المطورة حديثا لإسكات جهامت و Vg أظهرت مرناً باستخدام الجينات محددة دسرناس في الحوريات بمسب ك سابق62. هذه البروتوكولات التسليم الجديدة أظهرت هنا تحل محل نظم إيصال الحمض النووي الريبي التقليدية التي تستخدم في الرش الموضعي أو ميكروينجيكشنز. قد تستخدم الخضروات والفواكه وصنبور الجذعية، التنقيع التربة والطين الماصة في تسليم دسرنا، وبالغ الأهمية للتطوير المستمر لإدارة الآفات والممرضات المبيدات الحشرية الحيوية.
[رني] وقد ثبت أن تكون أداة هامة لاستكشاف الجينات الوظيفة البيولوجية والتنظيم، مع إمكانية كبيرة لاستخدامها لإدارة الآفات الحشرية19،،من6869،70، 71-تصميم واختيار gene(s) المناسبة لإسكات في أنواع الحشرات معين…
The authors have nothing to disclose.
الكتاب الاعتراف بامتنان فيبر دونالد وميغان هيرلي (وزارة الزراعة، جمعية الإغاثة اﻷرمنية بلتسفيل، دكتوراه في الطب) لتوفير بمسب وغبطة للتجريب، والحفاظ على المستعمرات؛ وماريا ت. غونزاليس، سلفادور لوبيز ص، (وزارة الزراعة، جمعية الإغاثة اﻷرمنية، فورت بيرس، فلوريدا) وجاكي ل. متز (جامعة فلوريدا، فلوريدا، فورت بيرس) لصيانة مستعمرة وإعداد نماذج وتحليلات.
BMSB (H. halys) insects | USDA | ||
ACP (D. citri) insects | USDA | ||
organic green beans | N/A | ||
Citrus plants | USDA | ||
sodium hypochlorite solution | J.T. Baker | ||
green food coloring | McCormick & Co., Inc | ||
Thermo Forma chambers | Thermo Fisher Scientific | ||
Magenta vessel (Culture) | Sigma | ||
Primers | IDT DNA | ||
SensiMix SYBR | Bioline | ||
qPCR ABI 7500 | Applied Biosystems | ||
Spray bottle | N/A | ||
Parafilm | American Can Company | ||
TaKaRa Ex Taq | Clontech | ||
QIAquick | Qiagen |