日前，植物保護(hù)學(xué)院王進(jìn)軍教授團(tuán)隊(duì)在細(xì)胞出版社（Cell Press）旗下子刊《生物技術(shù)趨勢(shì)》（Trends in Biotechnology）發(fā)表了題為《dsRNAEngineer：智能雙鏈RNA設(shè)計(jì)云平臺(tái)助力綠色植?！罚╠sRNAEngineer: a web-based tool of comprehensive dsRNA design for pest control）的研究論文。該研究開(kāi)發(fā)了一款名為“dsRNAEngineer”的在線(xiàn)工具（訪(fǎng)問(wèn)地址：https://dsrna-engineer.cn/），具備Screen-target（篩靶分析）、On-target（靶向分析）、Off-target（脫靶分析）和Multi-target（多靶點(diǎn)分析）四大功能，為RNA生物農(nóng)藥的開(kāi)發(fā)提供了高效、安全的解決方案。隨著RNA生物農(nóng)藥的興起，該工具有望為RNAi生物技術(shù)在有害生物防治領(lǐng)域的應(yīng)用提供有力支持，助力可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

基于RNA干擾（RNAi）的害蟲(chóng)控制技術(shù)通過(guò)靶向沉默有害生物的關(guān)鍵基因?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)防控，其核心在于設(shè)計(jì)高效且安全的雙鏈RNA（dsRNA）分子。然而，當(dāng)前的dsRNA設(shè)計(jì)主要集中在靶標(biāo)基因的序列分析，缺乏全面的轉(zhuǎn)錄組水平評(píng)估，導(dǎo)致靶標(biāo)篩選效率低且易產(chǎn)生脫靶效應(yīng)。此外，現(xiàn)有的dsRNA設(shè)計(jì)工具多是基于模式生物的基因數(shù)據(jù)，而實(shí)際田間有害生物種類(lèi)繁多，使得現(xiàn)有工具無(wú)法適用于非模式的有害生物，嚴(yán)重制約了RNA生物農(nóng)藥的創(chuàng)制和應(yīng)用。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的dsRNAEngineer是一款基于云計(jì)算的RNA生物農(nóng)藥精準(zhǔn)設(shè)計(jì)在線(xiàn)平臺(tái)。該平臺(tái)通過(guò)優(yōu)化dsRNA序列，確保其特異性靶向有害生物基因，同時(shí)避免對(duì)非靶標(biāo)生物產(chǎn)生潛在風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，平臺(tái)整合了943個(gè)物種的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，其中包括650種有害生物（昆蟲(chóng)、螨類(lèi)、線(xiàn)蟲(chóng)、真菌等）和293種非靶標(biāo)生物（水生生物、傳粉昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類(lèi)、農(nóng)作物、家畜等）。這一豐富的數(shù)據(jù)資源使用戶(hù)能夠在大規(guī)模轉(zhuǎn)錄組水平上進(jìn)行分析，確保設(shè)計(jì)的dsRNA在高效控制有害生物的同時(shí)，最大限度地減少對(duì)非靶標(biāo)生物的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

此外，dsRNAEngineer具備四大核心功能：一是Screen-target（篩靶分析），即通過(guò)轉(zhuǎn)錄組水平的序列比對(duì)（BLAST），篩選出在多個(gè)有害生物中高度保守的候選基因，為廣譜RNA農(nóng)藥的設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)，助力用戶(hù)快速鎖定潛在的共靶標(biāo)基因。二是On-target（靶向分析），即評(píng)估dsRNA對(duì)有害生物的沉默效果，利用滑動(dòng)窗口分析推薦最優(yōu)dsRNA片段，確保高效靶向有害生物基因。三是Off-target（脫靶分析），即分析dsRNA對(duì)非靶標(biāo)生物（如益蟲(chóng)、傳粉昆蟲(chóng)等）的潛在影響，保障RNA農(nóng)藥對(duì)非靶標(biāo)生物的安全性。四是Multi-target（多靶點(diǎn)分析），即設(shè)計(jì)融合型dsRNA，靶向多個(gè)基因或有害生物，提升RNA農(nóng)藥的廣譜性與防控效果。

利用dsRNAEngineer對(duì)兩種登記的RNAi控蟲(chóng)靶標(biāo)（MON87411和Ledprona）開(kāi)展評(píng)估。結(jié)果表明，dsRNAEngineer可精準(zhǔn)量化dsRNA對(duì)非靶標(biāo)物種的潛在風(fēng)險(xiǎn)，驗(yàn)證了該平臺(tái)在RNA農(nóng)藥生態(tài)安全評(píng)估中的可靠性，為基于RNAi的綠色防控技術(shù)提供了標(biāo)準(zhǔn)化安全性評(píng)價(jià)工具。

植物保護(hù)學(xué)院王進(jìn)軍教授和牛金志教授為論文通訊作者，碩士生陳洋為第一作者，John Vontas教授、Christos Andronis博士、博士生王自國(guó)、安欣、魏絲雨、碩士生史宇菲參與本研究工作。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃青年科學(xué)家項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)國(guó)際(地區(qū))合作研究項(xiàng)目等資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.tibtech.2025.01.002

平臺(tái)網(wǎng)站：https://dsrna-engineer.cn/

視頻介紹：https://dsrna-engineer.cn/tutorial