基因编辑让虫卵只能孵化出不育雄性昆虫 “精确制导”不育技术有助控制虫害

2019-01-10 15:22:09 来源: 科技日报 作者: 刘海英

科技日报华盛顿1月8日电 (记者刘海英)美国加州大学圣迭戈分校研究人员开发出一种基于CRISPR基因编辑技术的昆虫控制手段,通过持续产生不育的雄性昆虫,达到控制昆虫种群的目的。他们在8日的《自然·通讯》杂志上发表论文指出,这种新型“精确制导”的昆虫不育技术(pgSIT)将极大提高人类控制农业害虫和病媒昆虫的能力。

自20世纪30年代开始,农业研究人员就一直在寻求各种手段将不育的雄性害虫释放到野外,以控制和消灭害虫种群。如美国在20世纪50年代即开始实施一种辐射雄性害虫的方法,用来消灭新大陆螺旋锥蝇。直到今天,这种方法仍在墨西哥和中美洲部分地区使用。

而此次,研究人员将传统经验与现代基因技术相结合,开发出了pgSIT,利用基因编辑技术改变控制昆虫性别和生育能力的关键基因,使虫卵只能孵化出不育的雄性昆虫。为了证明该技术的有效性,研究人员在果蝇体内设计了多个pgSIT系统,最终持续产生了100%不育的雄性果蝇。

由于该技术的靶向基因在很多种昆虫中都存在,因此研究人员相信这一技术可以用于控制包括传播疾病的蚊子在内的一系列昆虫。在他们设计的系统中,首先通过基因编辑来产生目标害虫虫卵,然后将这些虫卵运送到害虫肆虐之地孵化,新生不育雄性害虫会在野外与雌性害虫交配,但无法繁殖后代,最终导致害虫种群数量下降。数学模型研究显示,pgSIT可实现比目前的自限抑制技术更强大的种群抑制效果。

领导该研究的奥马尔·阿卡比博士表示,pgSIT是一种物种特异性的、安全有效且可扩展的新型遗传种群控制技术,在控制农业害虫和疾病媒介方面具有巨大潜力。他相信未来这项技术能安全地用于抑制甚至根除目标物种,从而彻底改变昆虫的管理和控制方式。

总编辑圈点

基因编辑技术在改变种群特性方面的能力,随着基因编辑婴儿事件的发酵,相信大部分人已经有所了解。在此之前,我们每次读到修改蚊子基因的新闻总是欢呼雀跃。可现在,我们是否需要考虑持续抑制某一物种数量的同时,先对当地生态系统做个模拟预测?人为的此消彼长显然是从人的利益出发,但不可否认的是,一旦打破自然平衡,可能带来后患无穷的蝴蝶效应。

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责任编辑: 夏青
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