综述:RNA干扰在蜜蜂病原体和寄生虫控制中的前景洞察

《Insects》:Insight into the Prospects of RNA Interference for Honey Bee Pathogens and Parasite Control

【字体: 时间:2026年06月19日 来源:Insects 2.9

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  蜜蜂种群面临着来自病毒病原体、蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)、狄斯瓦螨(Varroa destructor)以及小蜂巢甲虫(Aethina tumida)的重大威胁,这些因素共同导致了全球范围内的蜂群损失。RNA干扰(RNAi)已成为一种有前景的

  
蜜蜂种群面临着来自病毒病原体、蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)、狄斯瓦螨(Varroa destructor)以及小蜂巢甲虫(Aethina tumida)的重大威胁,这些因素共同导致了全球范围内的蜂群损失。RNA干扰(RNAi)已成为一种有前景的分子工具,可通过序列特异性基因沉默来控制这些病原体和害虫。本综述总结了RNAi在主要蜜蜂疾病和寄生虫中的当前应用进展,包括抗病毒策略、抑制微孢子虫发育、干扰瓦螨繁殖以及基于RNAi的小蜂巢甲虫控制。研究人员特别关注了递送技术的最新进展,包括口服给药、纳米颗粒辅助制剂以及共生体介导的RNAi系统。此外,还讨论了与大规模实施、环境安全性、监管审批和田间部署相关的机遇、局限性和未来挑战。总体而言,这些进展凸显了RNAi作为可持续蜜蜂健康管理和综合害虫管理计划中有价值组成部分的潜力。
**1. 引言**

蜜蜂对于陆地生态系统的健康和功能至关重要,它们是开花植物的主要传粉者。通过为广泛的野生和栽培植物授粉,蜜蜂维持生态平衡并支持生物多样性。它们的授粉服务对农业系统不可或缺,促进了全球约三分之一消费粮食作物的生产,包括水果、蔬菜、坚果和油籽。仅在美国,蜜蜂授粉的经济价值估计每年为100~200亿美元,一些研究表明,当考虑到食品加工、运输和出口等行业的间接效益时,其贡献高达240亿美元。除了生态和农业意义,蜜蜂还生产多种具有经济价值的产品,包括蜂蜜、蜂胶、蜂毒、蜂王浆和蜂蜡,这些产品在食品、制药和化妆品行业有应用。

尽管蜜蜂至关重要,但近几十年来其种群数量大幅下降。在美国,年度蜂群损失率经常超过30%,最近的全国性调查显示,一些商业养蜂场的损失率超过50-60%,凸显了对养蜂业和授粉服务的日益威胁。蜂群下降是多因素的,与寄生虫、病原体、农药暴露、营养压力、栖息地退化和气候相关的环境压力之间的复杂相互作用有关。近期研究进一步表明,这些压力因素通常协同作用,增加蜂群对疾病和死亡率的易感性。狄斯瓦螨(*Varroa destructor*)被认为是蜜蜂健康最重要的生物威胁。这些外寄生虫不仅通过取食血淋巴削弱个体蜜蜂,还作为多种衰弱性病毒(包括畸形翅病毒(DWV))的载体,从而加剧蜂群死亡率。

应对蜜蜂健康威胁对养蜂研究人员和从业者来说仍然是一个重大挑战。目前,除HoneyGuard-R?(Eagle Vet Tech Co.,首尔,韩国)外,尚无获批用于蜜蜂疾病的抗病毒治疗方法,这使得蜂群管理、生物安全和媒介控制成为疾病预防策略的基本组成部分。抗生素常用于控制细菌和真菌感染;然而,其过度使用引发了对蜂产品中抗生素残留和耐药病原体出现的担忧。同样,用于防治瓦螨的杀螨剂由于耐药螨群体的出现而效果降低。鉴于这些挑战,RNA干扰(RNAi)已成为一种有前景且有针对性的生物技术工具,用于管理蜜蜂疾病。RNAi提供了一种物种特异性的机制来沉默关键病原体和寄生虫基因的表达,从而有可能实现更安全、更可持续的控制方法。本综述探讨了RNAi技术在增强蜜蜂健康和减轻蜂群损失方面的潜在益处和局限性。

**2. 蜜蜂中RNAi的机制**

RNAi是一种强大的、靶向性的基因沉默机制,在昆虫研究和害虫管理中具有重要应用。昆虫中的RNAi始于外源双链RNA(dsRNA)的引入,可通过显微注射、口服摄入或植物转基因表达等方式进行递送以控制害虫。一旦进入昆虫体内,dsRNA通过内吞作用或SID样通道被细胞摄取,具体取决于物种。在细胞内,DICER酶将dsRNA加工成称为小干扰RNA(siRNAs)的短片段,通常长度为21-23个核苷酸。这些siRNAs随后被整合到RNA诱导沉默复合体(RISC)中,该复合体引导siRNA与互补的信使RNA(mRNA)靶标结合。结合后,RISC内的Argonaute(AGO)蛋白切割mRNA,阻止其翻译,从而通过减少或消除相应蛋白质的产生来沉默基因。

尽管上述核心RNAi途径在昆虫和许多其他真核生物中高度保守,但RNAi效率和系统性传播的若干特征因物种而异。蜜蜂拥有必需的RNAi机制,包括Dicer和Argonaute蛋白,并以与其他昆虫大致相似的方式利用典型的siRNA途径。然而,蜜蜂中dsRNA的摄取、持久性和系统性分布可能不同于在模式昆虫如赤拟谷盗(*Tribolium castaneum*)或农业害虫中观察到的模式,这导致了不同物种间RNAi效率的差异。因此,虽然RNAi的分子机制并非蜜蜂独有,但理解dsRNA递送和基因沉默的物种特异性方面对于开发有效的基于RNAi的养蜂应用至关重要。

RNAi已成为蜜蜂研究和病原体控制中的一个有价值的工具,提供了一种增强蜜蜂健康的靶向方法。研究人员已使用RNAi研究蜜蜂的基因功能,为发育过程、免疫反应和行为提供了见解。更重要的是,RNAi正在被探索作为对抗对蜜蜂种群构成重大威胁的病毒感染的策略。例如,针对病毒基因的dsRNA已成功用于减少以色列急性麻痹病毒(IAPV)的复制和致病性,从而提高了蜜蜂的存活率。此外,RNAi在控制其他病毒方面也显示出潜力,例如通常与狄斯瓦螨感染相关的畸形翅病毒(DWV)。这些发现凸显了RNAi不仅可作为蜜蜂功能基因组学的有前景方法,也可用于开发抗病毒疗法以减轻蜂群损失。

蜜蜂中的实验性RNAi研究采用了多种dsRNA递送策略,包括胸部注射、通过糖浆或花粉补充剂口服给药,以及最近使用工程化肠道细菌的共生体介导的递送。基于注射的方法在实验室条件下通常能实现快速高效的基因沉默,但在蜂群水平上实施不切实际。相比之下,口服递送方法更符合商业养蜂实践,尽管其功效可能因dsRNA稳定性、剂量、蜂群种群结构和取食行为而异。针对不同的病原体和靶基因,RNAi处理已使病毒载量和靶转录本丰度显著降低,据报道基因敲低效率通常在40%至90%之间。

**3. 利用RNAi治疗蜜蜂病毒感染**

病毒病原体对蜜蜂健康构成重大威胁,导致蜂群生产力下降,严重时导致蜂群崩溃。诸如DWV和IAPV等病毒与蜂群衰弱有关,导致蜂蜜产量减少、育子量下降以及成年蜂种群数量减少。特别是DWV与蜂群崩溃失调症(CCD)有关,在该症中整个蜂群可能死亡或放弃蜂巢。此外,病毒感染增加了蜜蜂对其他压力因素(包括寄生虫、杀虫剂和营养不良)的易感性,进一步损害蜂群健康。病毒的传播不仅限于管理蜂群;许多蜜蜂病毒也能感染野生蜂种,可能导致全球传粉者种群的下降。使问题更加复杂的是,病毒感染的检测和管理很困难,因为许多病毒可以无症状地持续存在,使其影响难以察觉。瓦螨作为一种入侵性害虫,在这些病毒的传播中起着关键作用,因为它削弱了蜜蜂的免疫系统,并充当许多病毒疾病的载体。病毒感染与其他环境压力因素的结合导致蜜蜂蜂群每年大量损失,自2006年以来,美国的平均损失率为30-40%。至少有20种已知病毒影响蜜蜂,包括DWV、IAPV和黑蜂王细胞病毒(BQCV),病毒病原体的影响是巨大的,其效应范围从麻痹和畸形到蜂群崩溃。由于蜜蜂在为全球约三分之一的粮食作物授粉中发挥着关键作用,应对病毒威胁对于维持农业生产力和生态系统健康至关重要。

文化管理实践是控制蜜蜂病毒性疾病的综合害虫管理(IPM)策略的基本组成部分。这些实践有助于减轻可能加剧病毒感染的蜂群压力因素,因为病毒通常在蜂群内以低水平持续存在,并在应激条件下变得更加突出。文化管理的关键要素包括通过有效的蜂王管理、常规设备轮换以及控制如瓦螨等病毒载体来促进强大的蜂群健康。瓦螨不仅削弱蜜蜂,还充当几种蜜蜂病毒(包括DWV)的载体,这使病毒传播复杂化。定期监测蜂群健康,特别关注病毒症状并筛查其他病原体如微孢子虫,对于早期发现和管理至关重要。尽管没有化学疗法可用于治疗蜜蜂的病毒性疾病,但有效管理这些压力因素可以显著降低病毒爆发的风险并增强蜂群恢复力。此外,对处于压力下的蜂群进行适当管理可以防止无症状的病毒感染发展为更严重的症状阶段,使文化管理成为最小化病毒病原体对蜂群种群影响的重要工具。

RNAi通过产生病毒衍生的小干扰RNA(siRNAs)来引导病毒RNA降解,从而作为蜜蜂的一种主要抗病毒防御机制。实验研究表明,在病毒感染期间RNAi途径被激活,并且破坏关键的RNAi组分损害抗病毒防御,导致病毒复制和死亡率增加。此外,在实验室和田间研究中,给予病毒特异性dsRNA已成功降低病毒载量并提高蜜蜂存活率,包括针对IAPV、DWV和SBV的研究。

若干研究已证明基于RNAi的方法在抑制蜜蜂病毒感染方面的有效性。RNAi是蜜蜂的一种关键抗病毒防御机制,涉及通过RNAi途径产生小干扰RNA(siRNA)来识别和降解病毒RNA。研究表明,受蜂群崩溃失调症(CCD)影响的蜜蜂蜂群对几种主要蜜蜂病毒(如DWV、IAPV和克什米尔蜜蜂病毒(KBV))表现出强烈的RNAi反应,表明RNAi是一种有效的病毒识别和沉默机制。此外,dsRNA的应用显示出降低病毒载量的潜力,特别是在控制蜜蜂蜂群中的囊状幼虫病毒(SBV)方面,表明dsRNA处理可以扩大规模以更广泛使用。RNAi的一个优势是其能够靶向特定的病毒基因,提供高度靶向性的治疗,且脱靶效应最小。

此外,RNAi可以通过各种递送方法给药,包括喂食或注射siRNA,或使用如Remebee-IAPV和HoneyGuard-R?等dsRNA产品,这些产品在降低病毒相关死亡率和改善蜂群健康方面已显示出效果。然而,若干挑战继续限制基于RNAi的抗病毒疗法在蜜蜂中的广泛应用。病毒可能进化出抑制RNAi途径的机制,并且将dsRNA高效递送至所有蜜蜂组织仍然困难。此外,保护效果的持续时间以及dsRNA的最佳施用频率尚未完全明了。除了这些生物学限制外,生产成本、dsRNA在环境条件下的不稳定性以及实现有效的全蜂群递送的困难进一步阻碍了大规模实施。商业养蜂操作需要处理能在不同环境条件、蜂群规模和管理系统中保持有效,同时保持经济可行性的方法。此外,重复施用dsRNA可能增加运营成本并限制可扩展性,特别是在大型商业和迁移性养蜂操作中。尽管如此,dsRNA制剂和递送技术的进步,包括基于纳米颗粒的载体和共生体介导的RNAi平台,有可能增强dsRNA稳定性、提高递送效率,并增加RNAi在田间条件下部署的实用性和成本效益。尽管存在这些挑战,RNAi仍然是控制病毒性疾病和改善蜜蜂健康的有希望的工具,持续的研究致力于克服当前的局限性并促进商业化规模应用。

**4. RNAi用于微孢子虫病治疗**

微孢子虫感染,尤其是由蜜蜂微孢子虫(*Nosema ceranae*)引起的感染,对蜜蜂健康和蜂群可持续性构成严重威胁。受感染的蜂群通常表现出成年蜂数量减少、育子量下降和蜂蜜产量降低,直接影响生产力。在个体水平上,受感染的工蜂可能过早开始觅食,寿命缩短,并遭受哺育能力受损,进一步破坏蜂群动态。在蜂王中,微孢子虫感染可能是致命的,导致产卵停止并在数周内死亡。此外,微孢子虫增加了蜂群对崩溃和冬季死亡率的易感性,加剧了蜂群长期生存的风险。该寄生虫侵入并破坏蜜蜂中肠上皮细胞,阻碍消化和营养吸收,同时诱导能量应激、免疫抑制和行为改变。其孢子具有高度传染性,使疾病能在蜂群内迅速传播。鉴于其对管理蜂群和野生蜂群的重大影响,微孢子虫感染是一个全球性问题,对农业生产力和粮食安全具有深远影响,因为它减少了授粉服务。因此,警惕性监测和战略性管理对于减轻其影响至关重要。

尽管烟曲霉素几十年来一直是治疗蜜蜂微孢子虫感染的主要药物,但对其毒性、蜂产品中残留积累、监管限制以及对*Nosema ceranae*效果下降的担忧凸显了对更安全、更可持续替代品的需求。近期研究评估了基于RNAi的方法用于抑制蜜蜂中*Nosema ceranae*感染。一种值得注意的方法是使用dsRNA沉默*N. ceranae*中的线粒体相关基因,如NCER\_101456和NCER\_100157。该方法显著减少了孢子产量并提高了受感染蜜蜂的存活率,证明了RNAi抑制关键寄生虫功能的潜力。另一种基于RNAi的技术通过沉默编码孢子壁蛋白(SWP8和SWP12)的基因来靶向寄生虫的结构完整性,从而降低感染水平、增强免疫力并延长处理蜜蜂的寿命。除了直接的RNA递送,研究人员还利用共生体介导的RNAi,通过工程化蜜蜂肠道细菌*Snodgrassella alvi*来表达靶向*N. ceranae*关键基因的dsRNA。这种方法有效减少了微孢子虫的增殖并提高了蜜蜂的存活率,即使在较年老的觅食蜂中也是如此。值得注意的是,工程化细菌被证明可以在同笼蜜蜂之间传播,实现蜂群水平的保护,使这种方法成为微孢子虫管理的可扩展解决方案。类似地,Lang等人(2023)证明,使用工程化共生细菌干扰微孢子虫的氧化还原系统可以增强宿主对感染的抵抗力。总之,这些研究强调了基于RNAi的技术——尤其是那些使用微生物共生体的技术——作为传统化学处理(微孢子虫对其日益产生抗性)的可持续、靶向性替代方案的变革潜力。

尽管RNAi在控制蜜蜂中*Nosema ceranae*感染方面具有潜力,但仍存在几个关键局限性阻碍其实际应用。一个关键问题是RNAi处理效果的不一致性。虽然一些研究表明针对特定*Nosema*基因的dsRNA可以减少孢子负荷并提高蜜蜂存活率,但其效果因基因靶标而异,一些dsRNA对孢子增殖的抑制作用有限。此外,组合靶向不同基因的多重dsRNA并未可靠地产生协同效应,表明需要进一步研究以确定最佳基因靶标和组合。递送仍然是另一个主要障碍;尽管已经提出了诸如纳米载体等方法来增强dsRNA稳定性和摄取,但在田间条件下最有效和可扩展的递送方法仍在研究中。此外,虽然RNAi被认为相对特异,但其在蜜蜂或非目标环境生物中潜在的脱靶效应需要仔细的风险评估。或许最关键的是,大多数RNAi研究是在受控的实验室条件下进行的,其在大规模养蜂中的实际有效性尚未得到彻底验证。因此,尽管RNAi仍然是微孢子虫管理的一个有吸引力的候选方案,但在广泛的田间应用可行之前,进一步的研究对于克服这些技术和生态挑战至关重要。

**5. RNAi用于瓦螨控制**

狄斯瓦螨对蜜蜂健康和全球养蜂业构成最重大的威胁之一。被广泛认为是蜜蜂数量下降的主要驱动因素,尤其是在缺乏自然抗性的西方蜜蜂(*Apis mellifera*)种群中,瓦螨已导致全球严重的蜂群损失。这些螨虫寄生性地取食发育中的幼虫和成年蜜蜂的脂肪体组织和血淋巴,导致个体衰弱、寿命缩短、免疫系统受损和生理功能受损。除了直接影响,瓦螨还是破坏性蜜蜂病毒(如DWV、IAPV和BQCV)的有效载体,加剧了蜂群的发病率和死亡率。严重感染蜂群表现出散乱的育子模式、畸形蜜蜂、飞行能力受损以及工蜂体重和寿命减少——这些症状通常以蜂群崩溃告终。令人担忧的是,如果管理不善,瓦螨种群可在几年内迅速扩张,压倒蜂群的自然防御。鉴于其广泛流行和多重影响,瓦螨被认为是蜜蜂损失的主要原因,也是养蜂人和研究人员的关键关注点。

瓦螨控制严重依赖于综合害虫管理(IPM)策略,该策略结合了文化、机械、化学和生物学方法,以限制感染同时最小化对蜜蜂和环境的伤害。文化方法,如创造巢脾中断和选择性培育抗螨蜜蜂品系,旨在破坏螨虫繁殖周期并促进蜂群长期恢复力。机械干预措施,如筛底巢箱和糖粉撒施,有助于抖落蜜蜂身上的螨虫,提供非化学控制选项。化学处理通常分为天然化合物——包括百里酚、甲酸、草酸和啤酒花β酸——当正确施用时可能有效,但效果可能因环境条件而异。合成杀螨剂,如双甲脒、氟胺氰菊酯和蝇毒磷,传统上提供了强大的螨虫抑制效果;然而,广泛和重复使用导致了螨虫抗药性的发展,降低了它们的有效性,并引发了对蜂产品中残留和对蜜蜂潜在危害的担忧。尽管有各种可用的方法,但每种方法都有局限性,过度依赖任何单一方法都可能导致抗药性或效果降低,强调了在综合IPM框架内轮换和组合的需求。

RNAi已成为一种有前景的物种特异性方法,用于控制狄斯瓦螨,这是蜜蜂最具破坏性的寄生虫之一。早期研究表明,通过dsRNA介导的RNAi可以成功抑制*V. destructor*中的基因表达,首次证明了RNAi可用于螨虫控制。随后,Garbian等人表明,给予蜜蜂的dsRNA可以转移到取食的螨虫身上,导致关键螨虫基因沉默并显著减少螨虫种群。这些发现确立了宿主介导的RNAi作为瓦螨管理新策略的可行性。

此后,若干研究针对涉及螨虫存活、发育和繁殖的基因。RNAi介导的基因如卵黄原蛋白、肌动蛋白、钙调蛋白和水通道蛋白的沉默与螨虫繁殖力降低、生理功能受损和种群增长减少有关。最近,McGruddy等人证明,靶向繁殖相关基因的dsRNA在蜂群条件下显著抑制了螨虫繁殖。与此同时,工程化共生体递送系统已成为全蜂群RNAi部署的创新方法。Leonard等人证明,基因改造的*Snodgrassella alvi*可以在蜜蜂肠道内持续产生dsRNA,诱导蜜蜂和寄生螨虫的RNAi反应,并为瓦螨种群提供持续抑制。

对于实际应用,dsRNA可以通过饲喂递送,使螨虫在寄生幼虫或成年蜜蜂时获得RNA分子。与传统的杀螨剂相比,RNAi提供了高靶标特异性,并减少了对化学残留和抗药性发展的担忧。尽管如此,仍存在若干挑战,包括需要重复施用、优化递送系统以及验证在商业养蜂条件下的长期效果。令人鼓舞的是,近期的田间规模评估报告了RNAi处理后螨虫感染水平显著降低,支持其未来整合到狄斯瓦螨控制的IPM计划中的潜力。

基于RNAi技术的近期商业化进一步凸显了这种方法在瓦螨管理中的实际潜力。2025年,美国环境保护署(EPA)批准了由GreenLight Biosciences(现为Vadescana)开发的Norroa?(vadescana),作为首个基于RNAi的生物杀虫剂,用于控制蜜蜂蜂群中的狄斯瓦螨。该产品包含靶向瓦螨钙调蛋白基因的双链RNA,螨虫摄取后通过RNA干扰机制使该基因沉默,导致繁殖和存活率降低,同时对靶标害虫保持高度特异性。实验研究表明,vadescana抑制钙调蛋白表达并破坏胚胎发育途径,从而降低螨虫繁殖成功率。此外,在商业养蜂条件下进行的田间评估报告了瓦螨感染水平的显著降低,支持了RNAi作为综合害虫管理(IPM)计划中可商业部署工具的可行性。Norroa?的批准标志着基于RNAi的害虫控制技术发展的一个重要里程碑,并为RNAi介导的瓦螨管理提供了首个商业概念验证。尽管如此,还需要进一步的研究来评估在不同养蜂条件下的长期效果、成本效益、抗药性风险、环境持久性以及与现有IPM策略的整合。此外,虽然RNAi不改变物种的DNA,但需要进一步研究以了解其对非目标物种的长期影响。研究表明,RNAi可以显著减少螨虫种群,一些研究显示减少量超过60%。未来的研究重点是优化dsRNA序列以靶向更关键的基因,提高递送系统的效率,并监测田间条件下的长期影响。

**6. RNAi用于小蜂巢甲虫控制**

小蜂巢甲虫(SHB),*Aethina tumida* Murray,是蜜蜂蜂群的一种入侵性害虫,已从其原产地撒哈拉以南非洲扩展到全球多个地区,并在那里对养蜂业造成重大经济损失。综合评述强调了SHB因其显著的生态灵活性、广泛的宿主关联和不断增加的地理分布而成为一个全球性生物安全问题。SHB幼虫是最具破坏性的生命阶段,它们以蜂蜜、花粉和蜜蜂幼虫为食,同时在巢脾中钻隧并用粪便及相关微生物污染蜂产品,导致蜂蜜发酵、巢脾破坏和蜂群恶化。在有利的环境条件下,严重的感染可引发蜂群飞逃并显著降低蜂群生产力和蜂蜜产量。该害虫在温暖潮湿的气候中尤其成问题,这种气候有利于甲虫在周围土壤中繁殖和化蛹。因此,SHB仍然是养蜂业的主要威胁,并继续成为全球监测和管理计划的焦点。

RNA干扰(RNAi)已成为一种有前景的物种特异性方法用于SHB管理。*A. tumida*中系统性RNAi的首个证据由Powell等人报道,他们证明靶向必需基因V-ATP酶亚基A和漆酶2的dsRNA诱导了显著的基因敲低,并导致注射幼虫的完全死亡。相同dsRNA的口服递送实现了较低的效果,可能是因为在进入足够细胞摄取之前在消化道内降解。重要的是,SHB特异性dsRNA没有对蜜蜂的存活或基因表达产生不利影响,凸显了基于RNAi的害虫控制的选择性和潜在环境安全性。

最近,RNAi也被用作SHB的功能基因组学工具。Li等人(2024)证明,沉默三个气味结合蛋白基因(*AtumOBP6*、*AtumOBP11*和*AtumOBP19*)显著改变了甲虫对关键蜜蜂蜂群挥发物的反应,证实了SHB对基因沉默高度敏感,并揭示了未来基于RNAi的控制策略的额外分子靶标。这些发现将RNAi的潜在应用从基于死亡率的方法扩展到行为干扰和寄主定位干扰。

尽管有这些令人鼓舞的实验室结果,基于RNAi的SHB控制仍处于发展早期阶段。主要挑战包括提高口服递送效率、保护dsRNA免受核酸酶降解、降低生产成本以及验证在蜂群水平和田间条件下的有效性。dsRNA稳定化技术、纳米颗粒辅助递送系统和基于RNA的生物杀虫剂平台的持续进步可能有助于将实验室发现转化为商业养蜂操作中的实用SHB管理工具。

**7. 工程化内共生体产生RNAi为控制蜜蜂病原体和寄生虫提供有前景的方法**

工程化内共生体产生RNAi代表了一种有前景且创新的策略,用于预防和治疗蜜蜂病原体和寄生虫,解决了田间应用中如递送效率和成本等关键挑战。该方法利用基因改造的肠道细菌——特别是*Snodgrassella alvi*,一种蜜蜂的天然共生体——产生激活RNAi通路的dsRNA。被称为使用工程化共生体的功能基因组学(FUGUES),这种方法能够实现对蜜蜂靶基因的持续性、系统性敲低,效率高达75%。当工程化的*S. alvi*定植在蜜蜂体内时,这些共生体不仅提高了病毒感染后的存活率,还诱导狄斯瓦螨中的RNAi,显著减少螨虫种群。这种双重作用效果为传统治疗提供了一种可持续的替代方案,特别是针对被螨虫感染加剧的病毒威胁如DWV。除了治疗,共生体介导的RNAi还为蜜蜂功能基因组学提供了一个强大的工具,促进了以前难以进行的基因-表型研究。总体而言,这种方法通过精确、环保且可扩展的生物技术解决方案,在增强蜜蜂恢复力方面具有巨大前景。

使用益生乳酸菌菌株来工程化蜜蜂内共生体,使其携带编码靶向病毒病原体和寄生虫物种特异性基因的dsRNA的重组质粒,为增强蜜蜂健康和恢复力提供了一种有前景的策略。乳酸菌物种,如*Lactobacillus apis*和*Lactobacillus kunkeei*,天然存在于蜜蜂肠道中,并在维持肠道健康、调节免疫反应以及保护免受细菌病原体(如引起美洲幼虫腐臭病的*Paenibacillus larvae*)侵害方面发挥着重要作用。这些有益细菌可以被工程化以产生抑制病毒病原体(如DWV)和寄生虫威胁(如瓦螨)的dsRNA,从而直接靶向影响蜂群的病原体。dsRNA的表达可以通过使用来自乳酸菌物种的启动子来控制,例如来自植物乳杆菌的组成型PldhL启动子或来自乳酸乳球菌的诱导型PnisA启动子。此外,工程化乳酸菌菌株可以通过支持平衡的肠道微生物组来增强蜜蜂的免疫功能,这对于蜜蜂抵抗感染和环境压力的能力至关重要。工程化乳酸菌菌株的这种双重功能,既作为益生菌又作为基于RNAi的病原体控制的递送系统,提供了一种可持续的、靶向性的方法来保护蜜蜂免受病原体和环境变化日益增加的挑战。

**8. 挑战与未来展望**

尽管基于RNAi的技术为可持续的蜜蜂健康管理提供了巨大希望,但监管批准和环境风险评估仍然是商业部署的重要先决条件。由于蜜蜂与食品生产系统和生态系统服务直接相关,基于RNAi的产品必须满足关于人类安全、环境归趋、残留持久性以及对非目标生物影响等方面的严格监管要求。国际组织(包括OECD和EFSA)制定的近期监管框架强调,在田间应用广泛采用之前,需要对dsRNA暴露、降解和生态安全性进行基于具体情况的评估。

另一个重要考虑因素是抗性可能性的演化。类似于传统杀虫剂,长期暴露于单一RNAi靶标可能选择出抗性机制,包括靶基因内的序列变异、dsRNA的细胞摄取减少、RNAi机制改变或dsRNA分子的核酸酶介导降解增加。因此,基于RNAi的干预措施应整合到更广泛的IPM计划中,包括处理轮换和补充性控制措施,以最小化选择压力并延长效果。

环境持久性和脱靶效应也值得继续研究。现有证据表明,dsRNA通常在环境基质中降解相对较快;然而,其在蜂巢相关材料(如蜂蜡、花粉、蜂蜜和蜂巢碎片)中于田间条件下的持久性仍未被充分表征。此外,尽管RNAi被认为是高度序列特异性的,但对有益节肢动物、本地传粉者和微生物群落的潜在影响的全面评估仍需要支持长期环境安全性。

最后,成本效益高的dsRNA生产、制剂稳定性以及实用的蜂群水平递送仍然是大规模实施的关键挑战。微生物发酵、无细胞RNA合成、纳米颗粒稳定化和共生体介导的递送系统的持续进步预计将提高RNAi在养蜂中应用的经济可行性和耐久性。成功的商业化需要分子生物学家、生态学家、监管机构和养蜂行业之间的密切合作,以将有前景的实验室发现转化为可靠的田间就绪技术。

**9. 结论**

RNAi代表了一种有前景且高度选择性的技术,用于控制主要的蜜蜂病原体和害虫,包括病毒、*Nosema ceranae*、狄斯瓦螨(*Varroa destructor*)和小蜂巢甲虫(*Aethina tumida*)。当前证据表明,dsRNA介导的基因沉默可以减少病原体复制、损害寄生虫发育和繁殖,并提高蜜蜂存活率。虽然抗病毒和共生体介导的RNAi方法在蜂群水平应用方面显示出最大潜力,但基于RNAi的瓦螨和SHB控制仍在积极开发中。结合递送系统和制剂技术的持续进步,RNAi具有成为未来旨在改善蜜蜂健康和蜂群可持续性的IPM策略重要组成部分的强大潜力。
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