基于TMGMV蛋白纳米颗粒的dsRNA递送平台：靶向线虫RNA沉默的新型农业害虫防控技术

推荐：本研究针对植物寄生线虫造成的严重农业损失及化学杀线虫剂的环境危害问题，开发了基于烟草温和绿花叶病毒（TMGMV）衣壳蛋白的热重塑球形纳米颗粒（SNPs）dsRNA递送系统。通过Mg2+ 介导的电荷中和与酸性条件（pH < 3.0）优化，实现dsRNA负载量提升10倍（0.2 mg/mg SNPs），并在土壤模拟实验中证实其可持续释放特性。该技术为田间RNA干扰（RNAi）防控线虫提供了稳定高效的递送平台，发表于《Materials Today》。

　　

植物寄生线虫每年造成全球农作物减产8.8%-14.6%，传统化学杀线虫剂因环境毒性面临严格限制。RNA干扰（RNAi）技术虽能特异性靶向线虫基因，但裸露的双链RNA（dsRNA）在土壤中易降解且难以被有效摄取。针对这一难题，美国加州大学圣地亚哥分校的研究团队创新性地利用已获EPA批准的生物除草剂——烟草温和绿花叶病毒（TMGMV）衣壳蛋白，通过热诱导重编程构建了球形纳米颗粒（SNPs）递送系统，相关成果发表于《Materials Today》。

研究采用热重塑（98°C/30s）、Mg²⁺
电荷中和（pH < 3.0）和土壤柱迁移实验等关键技术，以组成性表达mCherry的转基因秀丽隐杆线虫（C. elegans）RBW2642为模型，通过荧光定量评估基因沉默效率。

【SNPs are taken up by nematodes】
扫描电镜显示SNPs直径集中在100-200nm（占77%），Cy5标记实验证实线虫消化道可有效摄取纳米颗粒。衣壳蛋白纯化过程（67%乙酸处理）使A₂₆₀
/A₂₈₀
比值降至0.77，显著降低病毒RNA残留风险。

【RNAi can be assessed rapidly in transgenic nematodes】
针对711bp的mCherry dsRNA设计使沉默效果较21bp siRNA提升50%，孵化60小时后荧光强度降低76.2±13.6%。值得注意的是，咽部肌肉细胞因需要核RNAi途径而未受影响。

【SNPs can be used to encapsulate dsRNA】
Mg²⁺
介导的电荷中和使dsRNA负载量从0.02mg/mg提升至0.20mg/mg SNPs。酸性条件（pH 3.3）下dsRNA形成紧凑球状结构，经98°C处理仍保持完整性，电泳显示无降解条带。

【dsRNA-loaded SNPs are more efficient】
与游离dsRNA相比，SNPs递送使幼虫荧光强度进一步降低至25±12%（p<0.001），沉默效果持续228小时，相当于线虫完全消耗载药颗粒的时间周期。

【SNPs retain activity after soil elution】
土壤柱实验显示30% SNPs在迁移过程中释放dsRNA，但含完整衣壳蛋白的洗脱组分（7mL）仍能诱导显著基因沉默，证实其在田间灌溉条件下的适用性。

该研究开创性地将植物病毒纳米载体与RNAi技术结合，解决了dsRNA土壤递送的核心瓶颈。通过热重塑工艺实现的10倍载药提升，以及Mg²⁺
兼容性（模拟肥料环境），使其具备直接田间应用的潜力。相较于转基因作物和化学农药，这种源于EPA认证生物材料的递送系统兼具环境安全性与靶向特异性，为农业害虫绿色防控提供了全新解决方案。未来可扩展至根结线虫（Meloidogyne spp.）等75个已鉴定的致死靶点，推动RNAi技术从实验室走向田间实践。