Mit RNA-Interferenz (RNAi) gegen Krankheitserreger und Schadinsekten? | With RNA interference (RNAi) against pathogens and insect pests?

German. Im Zuge des fortschreitenden Klimawandels und der damit verbundenen Ausbreitung von Schädlingen wie Insekten und Pilze sind neue, unkonventionelle Strategien erforderlich, um Waldschädlinge zu bekämpfen. Eine Möglichkeit, Waldbäume schnell und effektiv gegen Insekten und Krankheitserreger zu schützen, ist die Anwendung der sogenannten RNA-Interferenz (RNAi). Die RNAi basiert auf der Ausbringung einer doppelsträngigen RNA (dsRNA), die sequenzhomolog zu einem lebenswichtigen Gen des Schädlings ist und dieses in der Ausprägung hemmt, was in Konsequenz zum Absterben des Schädlings führt. Wir haben die RNAi beim Schwammspinner Lymantria dispar (Lepidoptera: Lymantriidae), einem wichtigen Waldschädling, getestet. Hierzu haben wir dsRNAs für sieben Kandidatengene entwickelt und auf zwei verschiedene Arten (ektopisch und Fütterung) ausgebracht. Die ektopische Anwendung von drei dsRNAs zeigte keine Mortalität, führte aber zu einer verzögerten Entwicklung der Larven. Die dsRNA-Fütterung über künstliche Nahrung zeigte keinen Einfluss auf die Entwicklung der Larven. Die Gründe hierfür liegen vermutlich in einem sehr schnellen dsRNA-Abbau durch endogene Nukleasen, was die Verwendung einer anderen Formulierung der dsRNA (z.B. Nanopartikel, Lipidverkapselung) nahelegt. Auch müssen noch weitere Kandidatengene in Hinblick auf ihre Wirkung getestet werden. Zusammengefasst hat die Anwendung der RNAi ein großes Potenzial in der Schädlingsbekämpfung. Zukünftige Forschungsschwerpunkte sollten auf weitere, für dsRNA geeignete Gene und/oder auf die Optimierung der Methode der dsRNA-Ausbringung gelegt werden.

German. Climate change is altering the seasonal interplay between long-lived trees and pests. Changing temperatures and prolonged droughts can allow pests such as insects and fungi to colonize new habitats, leading to outbreaks of disease in previously unaffected forests. Conventional forest management strategies face huge challenges, as they are often unable to control severe outbreaks, which occur over a short period. Therefore, new unconventional strategies are required to control forest pests. One way to quickly and effectively protect forest trees against insects and pathogens is to use so-called RNA interference (RNAi). RNAi is based on the release of a double-stranded RNA (dsRNA) that is sequence-homologous to a vital gene of the pest and inhibits its expression, consequently leading to the pest’s death. We tested RNAi in the gypsy moth Lymantria dispar (Lepidoptera: Lymantriidae), an important forest pest. To do this, we developed dsRNAs for seven candidate genes and delivered them in two different ways (ectopic and feeding). Ectopic application of the dsRNAs resulted in no mortality but delayed larval development. The dsRNA feeding via the artificial diet showed no influence on the development of the larvae. The reasons for this probably lie in a very rapid dsRNA degradation by endogenous nucleases, which suggests the use of a different dsRNA formulation (e.g., nanoparticles, lipid encapsulation). In summary, the application of RNAi has great potential in pest control. Future research should focus on new genes selected for dsRNA and/or on optimizing the method of dsRNA delivery.