全球十字花科作物年年遭遇 “头号杀手” 小菜蛾的侵袭，每年造成 40-50 亿美元的巨额经济损失，而随着传统杀虫剂抗药性的不断加剧，这一世界性害虫的防控正陷入前所未有的困境。如何找到精准、绿色、高效的防治新路径？近日，一项重磅研究给出了全新答案，同时也展现了国内科研服务企业的硬核技术实力。

这项发表于国际昆虫学权威期刊 《Insects》2026 年第 17 卷 ，题为《RNAi-Mediated Silencing of vATPase Subunit E Impairs Larval Development in Plutella xylostella, and Virtual Screening Identifies a Potential Inhibitor》的研究，由中国农业科学院油料作物研究所闫晓红研究员等领衔，联合恩施土家族苗族自治州农业科学院、江苏省农业科学院等多家单位共同完成。

本研究的核心目标，是挖掘并验证可用于小菜蛾绿色防控的关键分子靶标，同时通过计算机虚拟筛选技术，找到能靶向该靶标的天然活性抑制剂，为破解小菜蛾抗药性难题、开发新型绿色防控技术提供核心理论与数据支撑。

研究团队首先对小菜蛾 vATPase 亚基 E 基因（PxvATPaseE）进行了系统的鉴定与分析。系统发育与序列比对结果显示，vATPaseE 蛋白在不同昆虫物种中高度保守，小菜蛾 PxvATPaseE 与鳞翅目昆虫的同源序列聚类在同一进化分支，具备作为广谱防控靶标的进化基础。

图 1 PxvATPaseE 序列比对与系统发育分析

随后的时空表达谱分析发现，PxvATPaseE 在小菜蛾幼虫期高表达，且在幼虫中肠、前肠等关键消化组织中表达量最高，这一特征与该基因调控幼虫生长发育的核心功能高度契合，也为靶向干预提供了理想的组织靶点。

图 2 PxvATPaseE 在小菜蛾中的时空表达谱

为验证该基因的成靶性，研究团队通过显微注射技术开展了 RNAi 沉默实验。结果显示，dsRNA 介导的 PxvATPaseE 沉默，能显著降低靶基因的 mRNA 水平，并引发剂量依赖性的幼虫致死效应与发育障碍：800ng dsRNA 处理组，幼虫 4 天死亡率达 58.3%，化蛹率仅 41.7%；1200ng 高剂量处理组，基因沉默效率更高、持续时间更长，幼虫 4 天死亡率飙升至 83.3%，化蛹率仅 16.7%，存活幼虫均出现严重的体型畸形、生长阻滞、脱水黑化等表型。这一系列结果，充分证实 PxvATPaseE 是小菜蛾绿色防控极具潜力的核心分子靶标。

图 3 800ng dsRNA 处理的 RNAi 效应

图 4 PxvATPaseE 沉默后的幼虫表型

图 5 1200ng dsRNA 处理的 RNAi 效应

在靶标验证的基础上，研究团队进一步开展了靶向 PxvATPaseE 的天然抑制剂虚拟筛选工作。本研究中 PxvATPaseE 蛋白三维结构预测、15216 种天然化合物的层级虚拟筛选、分子对接分析及蛋白结构数据处理全流程工作，均由合肥科晶生物科技有限公司（Hefei Kejing Biotechnology Co., Ltd.）提供技术支持并合作完成。

科晶生物技术团队依托 AlphaFold 3 完成了 PxvATPaseE 蛋白的高精度三维结构建模，通过 AutoDock Vina 构建了标准化的虚拟筛选流程，对 15216 种天然化合物完成了三轮层级筛选（高通量初筛→二次复筛→精细终筛），最终获得 34 个与靶蛋白具有高结合亲和力的候选化合物。
其中，杠柳苷 D（Periplocoside D，CAS:116709-64-9）表现突出，其与 PxvATPaseE 的最大结合亲和力达 - 8.723。分子对接模拟结果显示，杠柳苷 D 可精准结合在 PxvATPaseE 的活性口袋中，通过与 THR-131、GLN-152 等关键氨基酸残基形成多个氢键，实现与靶蛋白的稳定结合。

值得一提的是，已有研究证实杠柳苷 D 对小菜蛾具有显著的杀虫活性，而本研究首次明确了其作用的分子靶标为 PxvATPaseE，为该化合物的成药性优化与新型绿色杀虫剂开发，提供了精准的分子机制支撑。

本研究不仅建立了 “RNAi 基因沉默 + 小分子靶向抑制” 的小菜蛾双轨防控新策略，为世界性害虫的绿色防控提供了全新思路，更以扎实的落地成果，充分展现了科晶生物在蛋白结构模拟、分子对接、虚拟筛选、互作蛋白筛选等领域的专业科研服务能力。从蛋白结构精准建模，到海量化合物库的高通量虚拟筛选，再到分子互作机制的深度解析，科晶生物以全流程、高精度的技术服务，为农业害虫防控、新药研发、靶点验证等多领域的科研工作，提供了可靠、可落地的技术解决方案。

原文链接：https://doi.org/10.3390/insects17040439.