全球农业生产面临日益严峻的病虫害威胁，化学农药的生态风险不断加剧。喷雾诱导基因沉默技术（Spray-Induced Gene Silencing, SIGS）通过喷洒外源dsRNA即可控制病虫害，完全绕开了转基因流程，展现出替代化学农药的巨大潜力。然而，该技术仍面临dsRNA理性设计缺乏系统性框架、规模化产能不足以及递送效率低下的瓶颈，制约了其从实验室到田间应用的关键转化。

中国科学院新疆生态与地理研究所张涛研究员团队针对上述问题开展了系统性综述，从dsRNA理性设计、规模化生产与纳米递送三大维度，全面梳理了SIGS从概念验证到产业化进程的最新进展。

研究指出，dsRNA的理性设计需综合考量五大关键要素：多重靶向策略可有效提升沉默效率并降低脱靶风险；靶区可及性对沉默效果的影响大于GC含量，应优先选择mRNA二级结构松散区域作为靶点；分子长度的选择因物种而异，目前常用长度为150–550nt；环端增强型ledRNA可提升dsRNA在昆虫肠道环境中的稳定性；此外，不同物种的DCL加工偏好也需针对性匹配。在规模化生产方面，微生物发酵已可将成本降至$2–5/g，而以Calantha®为代表的无细胞平台作为首款获得EPA批准的dsRNA农药产品，其成本已达到$0.5–1/g。此外，高拷贝质粒、方向对向启动子以及无毒诱导系统等载体优化策略均对dsRNA产量有显著提升效果。在递送环节，LDH纳米片可提供20天以上的缓释保护，壳聚糖和星形聚阳离子等载体则各具突破环境稳定性与细胞穿透瓶颈的优势。

同时，该综述还系统比较了不同递送载体在保护效果、环境稳定性和生物相容性等方面的差异，反映了当前SIGS技术路径选择中缺乏统一评估标准的问题。不同作物体系、不同靶标生物对dsRNA长度、序列以及递送方式的要求存在显著差异，这提示未来的研究需要建立更精细化的技术匹配框架。

该综述从dsRNA设计、生产到递送的全链条视角出发，为推动SIGS技术走向产业化提供了系统性参考框架。研究成果以"Spray-induced gene silencing: from rational design to industrialization"为题发表于《Communications Biology》。中国科学院新疆生态与地理研究所助理研究员朱国宁与天津市农业科学院种质资源与生物技术研究所徐超副研究员为共同第一作者，中国科学院新疆生态与地理研究所张涛研究员为通讯作者。该论文获得新疆杰出青年科学基金资助。

文章链接：https://www.nature.com/articles/s42003-026-10663-5

图：影响dsRNA/siRNA设计效果的核心因素