RNA干扰技术的原理及其从基因功能研究到新型生物农药的发展、核心问题和应用前景。全书共分9章，包括RNA干扰简介、RNA干扰的子机制、RNA干扰技术在害虫和害螨基因功能研究中的应用、高效安全RNA干扰抗病虫靶标基因的筛选、dsRNA的递送方式及载体、RNA干扰效率的影响因素及对策、基于RNA干扰技术的生物农药研发、RNA生物农药的生物安全评估、RNA生物农药的发展及应用前景展望。
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第1章 RNA干扰简介 1
1.1 RNA干扰现象的发现 1
1.1.1 植物和真菌中的RNA干扰现象 1
1.1.2 线虫中RNA干扰现象诱导分子的发现 1
1.2 RNA干扰的原理 2
1.2.1 RNA干扰相关的关键分子 2
1.2.2 细胞核中3
1.3 RNA干扰技术的应用 5
1.3.1 RNA干扰在基因功能研究中的应用 5
1.3.2 RNA干扰在植物病虫害防治和益虫保护中的应用 8
1.3.3 RNA干扰在人类医药研发和疾病治疗中的应用 10
第 2章 RNA干扰的分子机制 14
2.1 RNA干扰在生物体中的通路 14
2.1.1 miRNA通路 14
2.1.2 siRNA通路 18
2.1.3 piRNA通路 21
2.2 dsRNA的胞吞及转运机制 23
2.2.1 dsRNA的胞吞机制 23
2.2.2 dsRNA的转运机制 31
2.3 环境RNA干扰和系统性RNA干扰 33
2.3.1 环境RNA干扰 33
2.3.2 系统性RNA干扰 36
第3章 RNA干扰技术在害虫和害螨基因功能研究中的应用 40
3.1 利用RNA干扰技术研究害虫的基因功能 40
3.1.1 胚胎发育基因 40
3.1.2 几丁质代谢基因 41
3.1.3 取食相关基因 45
3.1.4 生殖相关基因 49
3.1.5 翅型分化基因 53
3.1.6 蚊虫免疫与传病相关基因 54
3.2 利用RNA干扰技术研究害螨的基因功能 56
3.2.1 叶螨生长发育相关基因 57
3.2.2 叶螨解毒代谢相关基因 59
第4章 高效安全RNA干扰抗病虫靶标基因的筛选 61
4.1 抗病虫靶标基因的特征及筛选方法 61
4.1.1 抗病虫靶标基因的特征 61
4.1.2 病虫RNA干扰靶标基因序列的选择 62
4.1.3 抗病虫靶标基因的筛选方法 63
4.2 害虫的RNA干扰靶标基因 64
4.2.1 昆虫特有的靶标基因 65
4.2.2 高效安全的持家基因 69
4.2.3 提高农药防效的靶标基因 70
4.3 病原微生物的RNA干扰靶标基因 72
4.3.1 病原微生物的RNA干扰靶标基因选择原则 72
4.3.2 靶标病原微生物的重要生物过程 73
4.3.3 靶标病原微生物的致病相关基因 74
4.3.4 靶标抑制宿主植物抗性的相关基因 75
第5章 dsRNA的递送方式及载体 77
5.1 dsRNA的递送方式 77
5.1.1 显微注射法 77
5.1.2 饲喂法 79
5.1.3 喷洒法 83
5.1.4 其他dsRNA递送方式 84
5.2 dsRNA的递送载体 85
5.2.1 纳米材料介导的dsRNA递送系统 85
5.2.2 转基因植物介导的dsRNA表达系统 89
5.2.3 微生物介导的dsRNA表达递送系统 92
第6章 RNA干扰效率的影响因素及对策 96
6.1 靶标基因及片段对RNA干扰效率的影响 96
6.1.1 靶标基因的种类对RNA干扰效率的影响 96
6.1.2 靶标基因片段对RNA干扰效率的影响 103
6.2 昆虫种类及生长阶段对RNA干扰效率的影响105
6.2.1 不同目昆虫常见物种RNA干扰效率的差异分析 105
6.2.2 昆虫生长阶段对RNA干扰效率的影响 111
6.3 提高RNA干扰效率的策略 113
6.3.1 影响RNA干扰效率的原因分析 113
6.3.2 提高RNA干扰效率的方法117
第 7章 基于RNA干扰技术的生物农药研发 122
7.1 RNA干扰技术的优势及其在病虫害防治中的应用122
7.1.1 RNA生物农药的优势122
7.1.2 RNA干扰在害虫防治中的应用 126
7.1.3 RNA干扰在植物病害防治中的应用 130
7.1.4 RNA干扰在益虫保护中的应用 135
7.2 dsRNA的大量生产技术 136
7.2.1 dsRNA的化学合成 136
7.2.2 dsRNA的生物合成 136
7.2.3 dsRNA的表达系统与发酵生产137
7.2.4 RNA生物农药的有效剂量及常用剂型 142
7.3 表达dsRNA的抗性植物 143
7.3.1 植物核转化表达dsRNA抗虫 143
7.3.2 植物质体转化表达dsRNA抗虫 144
7.3.3 植物介导RNA干扰抗虫的机制与影响效率的因素分析 145
7.4 表达dsRNA的生防微生物 148
7.4.1 基于RNA干扰的生防细菌148
7.4.2 基于RNA干扰的生防真菌149
7.4.3 基于RNA干扰的生防病毒150
7.4.4 基于昆虫共生菌的RNA干扰及其在害虫防治中的应用 152
第8章 RNA生物农药的生物安全评估 154
8.1 RNA干扰的脱靶效应 154
8.1.1 RNA干扰脱靶效应的类型154
8.1.2 RNA干扰脱靶效应的相关影响因子 155
8.1.3 RNA干扰脱靶效应与生物安全 156
8.2 病虫对RNA生物农药的抗性 157
8.2.1 RNA生物农药的概念及发展趋势 157
8.2.2 病虫对RNA生物农药产生抗性的原因 158
8.2.3 如何延缓或者避免产生抗性 159
8.2.4 抗性所带来的挑战和讨论 161
8.3 RNA生物农药的安全评价 162
8.3.1 基于核酸的安全评价 162
8.3.2 基于蛋白质的安全评价 163
8.3.3 基于过敏性的安全评价 165
第9章 RNA生物农药的发展及应用前景展望 166
9.1 RNA生物农药发展过程中面临的问题 166
9.1.1 RNA生物农药的发展概况166
9.1.2 规模化应用中必须解决的问题 167
9.1.3 RNA生物农药的商业化推广及发展趋势 171
9.2 miRNA及其他小RNA作为生物农药的前景分析173
9.2.1 miRNA的作用机制及其在昆虫发育中的作用 173
9.2.2 miRNA在植物抗病中的功能及应用 174
9.2.3 其他与RNA干扰相关的小RNA及其应用前景 176
9.3 RNA生物农药应用前景展望 177
9.3.1 RNA生物农药在植物抗病虫中的应用前景 177
9.3.2 RNA生物农药在抗螨虫及除草剂中的应用前景 178
参考文献181
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