RNA滋扰（RNA interference, RNAi）是真核生物中高度守旧的基因默然征象；RNA滋扰手艺的生物农药被以为是未来植保领域的倾覆性手艺，将很洪流平上改变人类防治农业病、虫、草等有害生物的思绪和战略。本文给各人先容RNA滋扰手艺的基本作用机制，在农业上的研发和商业化希望，探讨其在应用层面所面临的机缘、挑战及危害。分子生物手艺总是保存或多或少的争议，新手艺像把双刃剑，作为新农人，你又有怎样的看法。
1 神奇的RNA滋扰（RNA interference, RNAi）手艺RNAi是指在进化历程中高度守旧的、由双链RNA（dsRNA）介导的同源mRNA高效特异性降解的征象，也称为转录后基因默然（PTGS），在植物、线虫、昆虫、脊椎动物等真核生物中普遍保存。该征象在上世纪90年月发明，并成为一种主要的基因滋扰手艺。2001~2002年一连两年被《Science》杂志评为年度十大科学希望！该手艺被以为是农业绿色防控中最具有应用潜力的生物手艺之一。在世间万物的生运气动中，林林总总的卵白质肩负主要作用。卵白质的基本组成单位是氨基酸（20多种），而氨基酸则是凭证对应的基因编码来排序，从而形成差别空间结构和差别功效的卵白质；虮嗦刖褪ATGC碱基对（腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、鸟嘌呤G、胞嘧啶C）序列，“存储”在双螺旋DNA（脱氧核糖核酸）上。通常情形下，DNA的载体是染色体。从DNA到卵白质，需要履历DNA复制、转录、卵白质翻译和种种修饰。
转录是从DNA天生RNA（核糖核酸）的历程，即基因信息从DNA转达给RNA，也就是DNA上的ATGC编码酿成了RNA上的AUGC（尿嘧啶U，替换DNA中的T）编码，这是基因表达最要害的一步，有许多类型的RNA，例如mRNA（信使RNA）、rRNA（核糖体RNA）、tRNA（转运RNA）等。
翻译就是卵白质的生物合成，主要加入者有核糖体、mRNA、种种氨酰tRNA、一种特殊的起始tRNA、起始因子、延伸因子和终止因子。整个历程包括氨基酸的活化、起始、延伸、终止和释放。
细胞内翻译好的产品还需经事后加工、定向和分拣等历程，才华成为有功效的最终卵白质。这些修饰操作主要包括：多肽链的剪切、N端删除氨基酸、卵白质的剪接、氨基酸的修饰、添加辅助因子、二硫键形成和寡聚化等。
与靶标基因对应的双链RNA（dsRNA）被核酸内切酶Dicer降解为多个小分子滋扰RNA（siRNA），然后siRNA 与一种由多个分子组成的RNA诱导默然复合体（RISC）团结，在ATP提供能量的情形下，siRNA中的反义链（asRNA）找到与其碱基互补的mRNA序列并由RIS中的Argonaute 卵白质举行切割，使 mRNA 降解，并最终起到降低靶标基因表达的作用。简朴一句话：就是双链RNA(dsRNA)诱导同源mRNA爆发高效特异性降解，从而抵达序列特异性转录后基因默然的效果。
RNAi手艺使用外源或内源dsRNA介导mRNA降解，可以特异性剔除或关闭靶标基因的表达，已被普遍用于探索基因功效和熏染性疾病及恶性肿瘤的基因治疗领域。与基因敲除、基因编辑等手艺相比，RNAi极具优势。
2 RNAi手艺在农业上应用方法
RNAi手艺在农业上的应用方法，特殊是在病虫害防治中的应用方法，可以通过三种方法来实现：?寄主诱导的基因默然（host-induced gene silencing，HIGS）
?病毒诱导的基因默然（virus-induced gene silencing，VIGS）
?外源dsRNA诱导的基因默然(Exogenous dsRNA-induced gene silencing，EdIGS)HIGS通过转基因作物来表达针对害虫或病原物的dsRNA。VIGS通过携带特定基因片断的重组病毒侵染宿主的历程来生产si/dsRNA。EdIGS更类似于古板农药的施用要领，通过非转基因手段，直接向情形中喷施或注射外源dsRNA，通过害虫取食或病原体侵染的历程而起作用。由于dsRNA分子很容易在情形中变性或被降解，EdIGS要领需要特殊的配方来提高有用因素的稳固性。若是可能的话，还可以通过合适的制剂手段提高RNAi的效率。与HIGS相比，EdIGS的施用窗口将成为防治成败的要害。在农业领域，极具潜力的RNAi手艺被寄予厚望，尤其是在病虫害防控领域，被称为“农药史上的第三次革命”。使用RNAi手艺默然有害生物生长发育历程中主要基因的表达，导致其生长发育障碍或者殒命，从而降低有害生物对农作物的损害，实现病虫害防治，抵达农作物清静生产的目的。别的，该手艺也可以特异性下调有害生物对现有农药抗性基因的表达，从而延伸现有农药的使用寿命，战胜有害生物抗性问题。使用RNAi手艺举行病虫害防治具有防治目的专一性、靶标开发的便捷性、具有多种应用途径、使用无污染无残留、情形兼容性强等众多优势，完全切合公众关于绿色农药的需求。但不可否定的是，该手艺现在仍然保存有待于战胜的局限性以及生态情形危害性。
3 RNAi手艺在农业上的应用希望
2014年，JR Simplot的Innate?马铃薯在美国获准莳植，随后在马来西亚、加拿大、墨西哥、日本、澳大利亚和新西兰等多个国家获批。该种马铃薯携带4个RNAi基因，其中3个针对“改善”丙烯酰胺水平，第4个针对黑斑病毒控制基因。2017年拜耳公司的第一款表达昆虫双链RNA（double-strand RNA，dsRNA）的抗虫转基因玉米MON87411（SmartStax? PRO）获得美国情形；な鸬妮苍市。该玉米在2021年获得中国农业农村部转基因清静允许证书，预计2022年推广上市；同时，该司多款基于喷洒的RNA生物农药已经提交或者准备提交EPA审核。2018年，美国AgroSpheres与TechAccel公司睁开相助，配合研究RNA作为生物农药的运送方法。该研究使用了AgroSpheres独吞的生物分子封装手艺。2019年，拜耳向美国EPA提交了新产品BioDirect，该产品是使用RNAi原理，通过dsRNA举行蜜蜂狄斯瓦螨防治，这是向EPA提交的第一份外源应用的 RNAi生物农药活性因素。2021年5月，拜耳将该部分专利授权给Greenlight Biosciences举行dsRNA的生产，新产品预计2024年上市。2019年生物工程公司Renaissance BioScience向美国专利商标局（PTO）提交了接纳酵母手艺生产和运送RNA生物活性因素的专利申请。2021年2月9日，澳新食物标准局（FSANZ）批准基于RNAi 的耐除草剂和抗虫玉米产品DP23211用于食物，该转基因玉米同时表达了dsDvSSJ1和IPD072Aa卵白用于防治玉米根虫。2022年美国GreenLight Biosciences向EPA提交注册一种用于防控马铃薯甲虫的dsRNA产品。该公司的GreenWorX手艺是其独吞的无细胞生物程序，借此可较快生产出本钱效益好的高品质RNA产品，从而战胜了此类产品生产本钱高，生产耗时长，且产品品质难以包管的诸多问题。同时，该公司也在起劲研发针对白粉病以及灰霉病的RNAi 产品，预计2025年能够作为第一款杀菌剂举行批准上市。别的RNAissance Ag LLC在起劲开发针对小菜蛾的喷雾式RNA生物农药。先正达公司在举行马铃薯甲虫RNAi杀虫剂的研制，并且预计在7-10年实现商业化。中国科学院苗雪霞团队在多物种靶标RNAi基因库构建、制剂配方优化、规；低场⒁约扒寰残云拦赖攘煊蚓傩辛舜笞诘难芯。中国科学院郭惠珊团队恒久致力于应用RNAi手艺举行棉花抗黄萎病的研究事情，2019年，该团队与新疆华晨合丰投资有限公司告竣战略相助协议，该公司将在最短时间内资助课题组改善中试、生产性试验以及品种审定等环节，加速效果转化和工业化速率。中国农业科学院王桂荣团队针对棉花害虫绿盲蝽构建了植物介导的RNAi转基因玉米与大豆系统。中国农业大学沈杰团队通过纳米包被手艺显著提高了dsRNA的稳固性，进而提高昆虫RNAi效率。
?怎样选择dsRNA运载系统使其能够高效特异的进入细胞：除了dsRNA在情形中的稳固性问题外，怎样将其高效转达给靶标有害生物也是一个主要挑战。?怎样筛选针对防治工具（如病原体、昆虫、杂草等）靶标基因的dsRNA序列：某些害虫对RNAi没有特别的反应。例如毛毛虫以及蚜虫、叶蝉、粉虱和它们的近亲都相当顽固。?怎样包管外源dsRNA使用历程中的生物清静:dsRNA对非靶标生物通常是清静的，但有些基因在差别物种之间相似甚至相同。因此，意外靶向这些物种的基因可能会爆发意想不到的效果。
dsRNA可能同样保存抗性问题。将会泛起能够以某种方法破损或阻止dsRNA分子的突变体，这些突变体将生涯、滋生。一旦某种类型的dsRNA对靶标害虫失败，其余的也会失败。关于杂草也有同样的抗性和意外靶向质疑：理论上专一的靶向性是否会有误差 ？非靶向基因会不会意外“躺枪”而爆发意想不到的效果 ？魔高一尺道高一丈的抗性或许依然会应运而生 ？并非所有“杂草”都需祛除，有许多杂草是维系生态平衡所不可或缺的；一旦RNAi伸张造成基因污染，可能带来生态灾难。
纵观科技生长历史，任何一项新手艺的应用都有其双面性，手艺更新都是新手艺战胜老手艺带来的问题，一直迭代举行！植物；ぢ睦嘶┮⑸锱┮⒙寻字逝┮，基于RNAi手艺的dsRNA农药是否会大放异彩 ？谈论区留下您的看法吧！
【1】GOODFELLOW S,ZHANG D A,WANG M B,et al. Bacterium-mediated RNA interference:potential application in plant protection
【2】BRAMLETT M,PLAETINCK G,MAIENFISCH P. RNA-based biocontrols:A new paradigm in crop protection
【3】CHOUDHURY A,RAJAM M. RNA Interference and artificial micro-RNA technology as new tools for engineering insect resistance in crop plants
【4】KARKARE S,DANIEL S,BHATNAGAR D. RNA interference silencing the transcriptional message: aspects and applications
【5】 MEZZETTI B, SMAGGHE G,ARPAIA S, et al. RNAi: What is its position in agriculture?
【6】基于RNA滋扰的生物农药的生长现状与展望
【7】RNAi手艺防控害虫研究希望
