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《中国农业大学》 2018年
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基于纳米载体的害虫防治新策略

郑洋  
【摘要】:昆虫病毒、Bt杀虫蛋白、RNA制剂等生防制剂符合“绿色植保”国家战略需求。然而生防制剂由于本身的局限性还难以完全替代化学农药。例如,棉铃虫核型多角体病毒已被应用于棉铃虫的大田防治。然而,由于病毒本身专一性的特性和需要侵染后再增殖的特性,使得昆虫病毒具有防治谱窄和病毒潜伏期长等特点,在推广应用中受到一定限制。Bt制剂在全球范围内的广泛使用,和Bt转基因作物的普遍种植,导致害虫抗性急剧上升,已严重威胁着Bt这一优良生防资源的长久使用。RNA干扰技术,因具有昆虫选择性和基因特异性,已成为目前最有潜力的靶向型害虫防治策略。然而,外源dsRNA杀虫分子难以通过昆虫体壁、围食膜和细胞膜等防御屏障,很大程度上抑制了靶向靶标的效率。着眼于上述生防制剂的局限性,本研究中,我们借助合作者研发的新型功能化的纳米载体能够通过细胞主动内吞作用而快速进入细胞的特性,研发了一系列新技术平台,实现了3方面的创新应用。(1)蛋白型纳米载体递送Bt蛋白,绕过细胞膜受体介导的致死机制,使对Bt不敏感的害虫变为敏感性害虫,有利于Bt这一优良生防资源的持续使用。(2)基因型纳米载体递送棉铃虫核型多角体病毒DNA至害虫体内细胞中,克服病毒专一性限制,拓展为广谱性昆虫病毒,能够有效杀死非寄主害虫如小地老虎和飞蝗等。(3)基因型纳米载体递送dsRNA进入害虫细胞内,发挥高效的基因干扰功能,使靶标基因的表达受到抑制,从而抑制害虫生长发育,显著降低害虫种群数量,为RNA制剂真正实用化提供了技术支撑。上述三项工作,仅通过饲喂、滴洒、喷施等简单操作,能够将杀虫大分子迅速送入靶细胞,高效控制害虫,符合“轻简化植保”要求,同时所使用的纳米载体具有高效、安全、环保的特点,为害虫生防建立了新技术平台,具有广阔的应用前景。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S433

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