Environmental RNAi in spider mites and its application to pest control

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H02193
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 39040:Plant protection science-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Suzuki Takeshi 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60708311)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福原 敏行 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (90228924) ; レンゴロ ウレット 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10304403) ; 田原 緑 立命館大学, 立命館グローバル・イノベーション研究機構, 助教 (20849525)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: RNAi / ハダニ / 農薬 / Dicer / ナノ粒子

Outline of Final Research Achievements

RNAi-based biopesticides are next-generation pesticides that use double-stranded RNA (dsRNA) as the active ingredient. In this study, we conducted basic research for the development of RNAi-based biopesticides targeting the spider mite, Tetranychus urticae, a hard-to-control pest of agricultural and horticultural crops. First, we found that oral administration of dsRNA targeting the octopamine receptor gene suppressed survival, fecundity, and feeding behavior in T. urticae. In addition, we identified two Dicer genes in T. urticae by gene expression analysis after oral administration of dsRNA and by RNAi-of-RNAi assays (unpublished). Furthermore, we have developed a method to deliver silica nanoparticles from stems to leaves. This method is expected to be able to deliver dsRNA to mites via plants using silica nanoparticles as carriers.

Free Research Field

植物ダニ学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本成果により、オクトパミンをはじめとする生体アミンはハダニの生理機能でも重要な役割を担い、同時にRNA農薬の標的としても有望であることが判明した。また、ハダニのRNAi効率はdsRNA鎖長依存的であり、それはハダニのゲノムにコードされている二つのDicerのうち、一方のdsRNA認識機構によって制御されている可能性も示された。これは、dsRNAデザインの最適化において、生物検定以外に、Dicerの活性やdsRNAとの相互作用を基盤としたin virtoスクリーニングの有効性も示唆する。他方、植物体内でのシリカナノ粒子の移動性解析より、dsRNA担体としての利用の可能性が示された。