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Trichogramma spp. sind eine Gruppe von Eiparasitoiden, die als hocheffiziente biologische Bekämpfungsmittel gegen ein breites Spektrum von Lepidoptera-Schädlingen in land- und forstwirtschaftlichen Ökosystemen weltweit eingesetzt wurden 1,2,3,4. Die Anwendung von Trichogramma aus Massenzucht bietet einen umweltfreundlichen Ansatz für die nachhaltige Bekämpfung von Schädlingen 5,6,7. Das Verständnis der Molekularbiologie von Trichogramma-Wespen liefert wertvolle Einblicke in die Verbesserung der Massenaufzuchteffizienz und der Feldleistung dieser biologischen Bekämpfungsmittel 8,9 durch die Untersuchung der Methodik der Genregulation und Genom-Editierung10.
Seit der Entdeckung der doppelsträngigen RNA (dsRNA)-vermittelten spezifischen genetischen Interferenz in Caenorhabditis elegans im Jahr 1998 hat sich die RNA-Interferenzmethode (RNAi) zu einem wichtigen genetischen Instrumentarium zur Erforschung der Regulationsmechanismen von Organismen entwickelt, indem sie die Expression von Zielgenen unterdrückt11. RNAi-Experimente sind zu einer Standardmethode geworden, die häufig zur Untersuchung der Genfunktion bei zahlreichen Insektenarten eingesetzt wird12,13. Nichtsdestotrotz stellt die Manipulation von RNAi bei vielen parasitoiden Arten eine gewaltige Herausforderung dar, insbesondere bei denen, die zur Familie der endoparasitären Chalkidoiden gehören 14,15,16. Die RNAi-Methode wurde bei mindestens 13 parasitoiden Spezies dokumentiert: 14,15,16,17,18,19. Unter diesen wurde der RNAi-Ansatz umfassend bei Nasonia-Wespen durchgeführt und ist in allen Entwicklungsstadien anwendbar, einschließlich Embryonen, Larven, Puppen und Erwachsenen 14,15,16. Es ist bemerkenswert, dass Nasonia-Wespen Ektoparasitoide sind, deren Nachkommen sich im Zwischenraum zwischen der Wirtspupa und dem Puparium entwickeln, was ihre Kultivierung in vitro ermöglicht und sie bestimmte Behandlungen wie Mikroinjektionen tolerieren lässt. Im Gegensatz zu Nasonia-Wespen durchlaufen Trichogramma-Individuen ihre gesamte Embryonal-, Larven- und Puppenentwicklung innerhalb des Wirteies. Die Schicht im Embryo- und Larvenstadium (die die dsRNA-Permeabilität beeinträchtigen kann), die Anfälligkeit für Schäden und die Schwierigkeit, in vitro zu überleben, stellen gewaltige Hindernisse dar 20,21,22. Darüber hinaus macht die geringe Größe von Trichogramma-Individuen, etwa ~0,5 mm in der Erwachsenen- oder Puppenlänge, sie äußerst kompliziert, um sie zu manipulieren 20,21,22.
In der vorliegenden Studie skizzieren wir ein umfassendes Verfahren zur Durchführung von RNA-Interferenz-Experimenten (RNAi) in Trichogramma denrolimi Matsumura. Dieses Verfahren umfasst die folgenden Verfahren: (1) das Design und die Synthese von doppelsträngiger RNA (dsRNA), (2) die Mikroinjektion von T. denrolimi-Puppen, (3) die Transplantation und Inkubation dieser Puppen und (4) den Nachweis des Zielgen-Knockdowns durch RT-qPCR-Analyse. Das für das RNAi-Experiment ausgewählte Zielgen ist die Ferritin-Schwerketten-Homologie (Ferhch). FerHCH, ein eisenbindendes Protein, enthält ein Ferroxidase-Zentrum, das mit antioxidativen Fähigkeiten ausgestattet ist und die Oxidation von Fe2+ zu Fe3+ erleichtert. Es spielt eine unverzichtbare Rolle beim Wachstum und der Entwicklung verschiedener Organismen, indem es das Redoxgleichgewicht und die Eisenhomöostase aufrechterhält. Die Erschöpfung von FerHCH kann zu einer Überakkumulation von Eisen führen, was zu irreversiblen Gewebeschäden führt und oft zu signifikanten phänotypischen Veränderungen führt, einschließlich Wachstumsdefekten, Deformitäten und Mortalität23,24. Diese Studie bietet eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für die Durchführung von RNAi in T. denrolimi, die für die Untersuchung der Genfunktionen im breiteren Kontext von Trichogramma-Wespen von unschätzbarem Wert sein wird.