西南大学校长团队硕士生以第一作者身份在《Cell》旗下期刊（IF5y=16.8）发表文章

近日，西南大学植物保护学院王进军教授团队在Cell Press旗下子刊《Trends in Biotechnology》发表了题为“dsRNAEngineer: a web-based tool of comprehensive dsRNA design for pest control”的研究论文。该研究开发了一款名为“dsRNAEngineer”的在线工具，该工具具备Screen-target（筛靶分析）、On-target（靶向分析）、Off-target（脱靶分析）和Multi-target（多靶点分析）四大功能，为RNA生物农药的开发提供了高效、安全的解决方案。随着RNA生物农药的兴起，该工具有望为RNAi生物技术在有害生物防治领域的应用提供有力支持，助力可持续农业的发展。

研究亮点：

1. RNA生物农药精准设计在线平台

dsRNAEngineer（访问地址：https://dsrna-engineer.cn/）是一款基于云计算的RNA生物农药精准设计在线平台。该平台通过优化dsRNA序列，确保其特异性靶向有害生物基因，同时避免对非靶标生物产生潜在风险，从而为环境友好型RNA农药的开发提供有力支持。

2. 数百种有害生物和非靶标生物转录组数据

dsRNAEngineer整合了943个物种的转录组数据，其中包括650种有害生物（昆虫、螨类、线虫、真菌等）和293种非靶标生物（水生生物、传粉昆虫、鸟类、农作物、家畜等）。这一丰富的数据资源使用户能够在大规模转录组水平上进行分析，确保设计的dsRNA在高效控制有害生物的同时，最大限度地减少对非靶标生物的潜在风险。

3. 四大核心功能

1、Screen-target（筛靶分析）：通过转录组水平的序列比对（BLAST），筛选出在多个有害生物中高度保守的候选基因，为广谱RNA农药的设计提供理论基础，助力用户快速锁定潜在的共靶标基因。

2、On-target（靶向分析）：评估dsRNA对有害生物的沉默效果，利用滑动窗口分析推荐最优dsRNA片段，确保高效靶向有害生物基因。

3、Off-target（脱靶分析）：分析dsRNA对非靶标生物（如益虫、传粉昆虫等）的潜在影响，保障RNA农药对非靶标生物的安全性。

4、Multi-target（多靶点分析）：设计融合型dsRNA，靶向多个基因或有害生物，提升RNA农药的广谱性与防控效果。

图1：RNA生物农药精准设计在线平台

图2：dsRNAEngineer的四大核心功能。 (A) 筛靶分析（Screen-target）：筛选对多种有害生物具有共靶向潜力的候选靶标基因；(B) 靶向分析（On-target）：评估靶标序列对用户选择的有害生物的靶向效果；(C) 脱靶分析（Off-target）：评估靶标序列对用户选择的非靶标物种的脱靶效应；(D)多靶点分析（Multi-target）：设计可以靶向多个基因或有害生物的融合dsRNA。

同时，利用dsRNAEngineer对2种登记的RNAi控虫靶标（MON87411和Ledprona）开展评估。分析选取84种非靶标生物（包括水生生物、鸟类、传粉昆虫、益虫、家畜等），从转录组水平和单基因最大脱靶风险两个维度分析：

1、MON87411（靶向玉米根萤叶甲Snf7基因）：

转录组水平的脱靶总数为2~134次；脱靶基因中最高的脱靶次数为1~6次。

2、Ledprona（靶向马铃薯甲虫PSMB5基因）：

转录组水平的脱靶总数为0~222次；脱靶基因中最高的脱靶次数为0~22次。

结果表明，dsRNAEngineer可精准量化dsRNA对非靶标物种的潜在风险（如MON87411对多数物种无显著脱靶），验证了该平台在RNA农药生态安全评估中的可靠性，为基于RNAi的绿色防控技术提供了标准化安全性评价工具。

图3：脱靶分析（Off-target）验证。(A) MON87411 (dsSnf-7)转录组水平的脱靶总数；(B) MON87411 (dsSnf-7)脱靶基因中最高的脱靶次数；(C) Ledprona (dsPSMB5) 转录组水平的脱靶总数；(D) Ledprona (dsPSMB5) 脱靶基因中最高的脱靶次数。

王进军教授和牛金志教授为论文通讯作者，硕士生陈洋为第一作者，John Vontas教授、Christos Andronis博士、博士生王自国、安欣、魏丝雨、硕士生史宇菲参与本研究工作。本研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金重点国际(地区)合作研究项目等资助。

论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2025.01.002

平台网站：
https://dsrna-engineer.cn/

视频介绍：
https://dsrna-engineer.cn/tutorial

来源：西南大学