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蔬菜生产中,真正让人头疼的,往往不是品种选择或管理细节,而是始终防不住的害虫。
蚜虫、粉虱、小菜蛾等小型害虫,看似不起眼,却能迅速扩散、反复暴发,不仅直接取食作物,还可能传播多种病原,造成严重减产,部分地区经济损失甚至可超过50%。
长期以来,化学农药是主要防治手段,但随之而来的环境压力、食品安全隐患以及害虫抗药性问题,也让这一模式越来越难以为继。
正是在这样的现实困境下,“RNA干扰技术(RNAi)”开始进入研究者的视野,并被认为有望为蔬菜害虫防控提供一种更精准、更绿色的解决思路。
传统的生物防治手段,如利用天敌昆虫、昆虫病原微生物等,已经在蔬菜害虫防治中取得了一定成效。
例如:
瓢虫、寄生蜂等天敌昆虫,通过捕食或寄生害虫,有效减少了害虫数量;
昆虫病原微生物如白僵菌、苏云金芽胞杆菌等,也在防治小菜蛾、菜青虫等方面发挥了重要作用。
然而,为进一步适应现代农业的需求,这些方法的应用模式仍有优化的空间。
首先,天敌昆虫的规模化繁育,不仅涉及成本投入,其田间定殖能力也需适应多变的环境条件,以维持效果的稳定性。
其次,昆虫病原微生物的作用过程,通常需要一定周期,且易受到温湿度等自然因素的影响,在时效性上可以进一步提升。
这些客观情况,提示了进一步提升防治的精准性和效率,是未来的发展方向。
随着农业生产向高质量转型,寻找一种既能精准打击害虫,又能兼容环境友好的新技术,成为了行业关注的焦点。
RNAi技术的出现,恰好为这一需求提供了新的技术思路。
RNAi技术是一种通过特定设计的RNA分子,靶向害虫基因中的特定序列,干扰其正常基因表达,进而导致害虫死亡或繁殖能力丧失的技术。
这项技术不仅具有良好的靶标选择性,在设计得当的情况下,有助于精准识别害虫的关键基因,还能降低对非靶标生物的影响,减少环境的潜在压力。
举个例子,针对蔬菜害虫小菜蛾、烟粉虱等,科研人员已经筛选出了几类关键靶基因。
例如:
涉及神经传导、能量代谢等重要生理过程的基因。这些基因的靶向沉默能够显著抑制害虫的生长和繁殖,达到控制害虫的效果。
此外,RNAi技术的应用还可灵活调整,根据害虫的基因特征,快速设计和优化靶标,从而精准打击特定害虫。
虽然RNAi技术在实验室研究中取得了显著进展,但如何将其应用到田间,并确保在大规模农业生产中发挥作用,仍面临着技术性和经济性两大挑战。
首先,如何稳定地将RNAi分子递送到害虫体内,是一个关键难题。
目前,有两种主要的递送方式:植物介导RNAi(PMiRNA)和非转化体策略。
前者通过转基因作物在植物体内表达dsRNA,害虫取食后触发RNA干扰;后者则通过直接喷洒外部dsRNA制剂来防治害虫,其中叶面喷雾是最为灵活和有效的方式。
为了提高递送效率,纳米载体技术成为当前的研究热点。通过利用纳米颗粒将dsRNA包裹,可以有效保护RNA分子不被降解,提高其在害虫体内的吸收效率。
随着技术的不断进步,RNAi生物农药已经开始走向市场。
例如:
Calantha,一种基于RNAi的生物杀虫剂,已经在美国获得批准,用于防治马铃薯甲虫。
这一进展表明,RNAi技术正逐步从理论验证向实际应用场景过渡,有望成为未来害虫综合治理体系中的有益补充。
尽管RNAi技术具有显著优势,但其在田间的普及应用仍面临一些挑战,如稳定性、成本控制和持效性等问题。因此,未来的害虫防治策略,必然是多种技术的融合与协同。
例如:
RNAi技术可以与天敌昆虫、昆虫病原微生物等传统生物防治方法结合,发挥“1+1>2”的效果。
通过优化技术方案,结合精准监测,科学轮换使用各种绿色防治手段,可以有效提升蔬菜害虫综合治理的精准性与可持续性。
随着科研的不断深入,未来的蔬菜害虫防治将不仅仅依赖于单一的技术,而是通过多种绿色防控手段的有机整合,推动农业生产进入更加绿色、可持续的新阶段。
在绿色发展的时代,生物防治技术,尤其是RNAi技术,正成为农业害虫防治的新趋势。通过技术创新与协同应用,RNAi技术为我们提供了一个更精准、更环保的解决方案。未来,我们有理由相信,随着技术的不断成熟,RNAi将在农业生产中占据越来越重要的位置,为蔬菜害虫防治开辟出一条可持续发展的道路。
来源:植物医学期刊
视频号丨中国农药发展与应用协会
