近期，Journal of Integrative Agriculture (《農業科學學報》英文，JIA) 2022年1期正式發表了題為“Using transcriptome Shannon entropy to evaluate the off-target effects and safety of insecticidal siRNAs”的封面論文，透過轉錄組資訊熵“Shannon entropy”系統性評估了小干擾RNA（siRNA）的脫靶效應和安全性，為RNA干擾（RNA interference，RNAi）介導的害蟲控制技術的安全評價提供了一種新型的有效度量手段。
目前，基於轉基因作物表達雙鏈RNA（dsRNA）、siRNA或直接使用dsRNA生物農藥的RNAi害蟲防治技術已顯示了廣闊的應用前景。但是，該技術可能產生的脫靶效應尚缺乏有效的風險評價手段。為此，本文以靶標害蟲甜菜夜蛾和非靶標昆蟲家蠶為物件，系統分析了兩類生物在攝入siRNA後的脫靶效應，並以此評估了對非靶標生物的安全性。研究發現，siRNA誘導的非靶標差異基因可分為以下幾類：I類是與靶標金基因同源的基因；II類是靶標基因所涉及的代謝通路中的相關基因；III類是與siRNA序列共有不同連續匹配的基因。該研究還發現，無論在靶標害蟲和非靶標昆蟲中，非靶標差異基因的變化程度並不與siRNA序列連續匹配的程度成正比，而且反映基因整體轉錄變化的資訊熵值（Shannon entropy）沒有顯著變化，這個結果說明，非靶標生物中由siRNA引起的個別脫靶效應，並不會對生物體基因的轉錄表達譜完整性產生顯著影響。
本研究進一步探索了利用轉錄組資料分析手段評估高新害蟲防控技術的可能性，為核酸生物農藥的生物安全評估提供了新思路。
圖1 siRNA干擾後與靶標基因連續匹配基因的表達變化（A）及轉錄組資訊熵值分析（B）
此項研究由浙江大學李飛教授團隊和華中農業大學馬偉華副教授團隊合作完成，浙江大學賀康副研究員也參與了該項研究，論文參與單位還有南京農業大學植物保護學院，該專案受到轉基因棉花環境安全評價技術（2016ZX08011002）的資助。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311920633949
Cite the article:
MA Wei-hua, WU Tong, ZHANG Zan, LI Hang, SITU Gong-ming, YIN Chuan-lin, YE Xin-hai, CHEN Meng-yao, ZHAO Xian-xin, HE Kang, LI Fei. 2022. Using transcriptome Shannon entropy to evaluate the off-target effects and safety of insecticidal siRNAs. Journal of Integrative Agriculture, 21(1): 170–177.
Journal of Integrative Agriculture (《農業科學學報》(英文), JIA) 由中華人民共和國農業農村部主管，中國農業科學院與中國農學會主辦，中國農業科學院農業資訊研究所承辦。綜合性英文學術期刊，月刊。創刊於2002年，主編為中國工程院院士萬建民。JIA主要欄目有作物學、園藝、植物保護、動物科學、動物醫學、資源環境、食品科學、農業經濟與管理等，刊稿型別有綜述、研究論文、簡報以及評述等。全部論文在Elsevier-ScienceDirect (SD)平臺OA出版。最新SCI影響因子2.848，位於SCI-JCR農業綜合學科Q1區，中科院分割槽農林類期刊二區。2016年以來先後獲得中國科協等部委 “提升計劃”“登峰計劃”“卓越計劃”專案支援。
