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基于CRISPR的精确遗传控制害虫新技术
日期:2019-01-21 作者:编译:串丽敏 来源:农科智库 点击:
     加利福尼亚大学的科研人员利用CRISPR基因编辑工具,设计了一种改变控制昆虫性别和繁殖能力关键基因的方法。该方法称为“精确引导不育昆虫技术”,于1月8日在《Nature Communications》期刊发表。
    据研究人员报告,将经精确引导不育昆虫技术处理的卵子植入目标昆虫群体后,仅形成了成年雄性不育昆虫,这样科学家就获得了一种环境友好型、且相对成本低廉的新方法来控制害虫种群数量。
    CRISPR技术让科研团队研发出了具有物种特异性的新方法,有效、自限、安全,能用于控制大规模的遗传种群,具有极大研发潜力并应用于大量的昆虫虫害和疾病载体。科研人员确信未来这一技术可以安全应用于生物领域,帮助抑制、甚至是根除目标物种,从而彻底改革昆虫的管理和控制方式。
    20世纪30年代以来,农业研究人员一直采取精选的方法将雄性不育的昆虫放回大自然,以控制、消灭害虫种群。20世纪50年代,美国利用经过辐射的雄性昆虫来消灭一种叫做新世界螺旋蝇的害虫种群,这种昆虫食用动物的活组织,伤害了大量家畜。这种基于辐射的方法后来也被墨西哥以及一些美洲中部地区使用,并沿用至今。
    与辐射方法不同,科研人员通过果蝇实验研发了一种新的精确引导不育昆虫技术,利用CRISPR技术同时扰乱昆虫种群中控制雌性生育能力和雄性繁殖力的关键基因。研究人员表示,精确引导不育昆虫技术能形成雄性不育后代。由于大量具有代表性的昆虫都拥有一样的目标基因,因此研究人员相信该技术可以应用于许多昆虫,包括传播疾病的蚊子。
    研究人员设想存在一个系统,科学家们能够在其中更改目标昆虫群体的卵子基因并生成新的卵子,然后运至世界各地的虫害地点,这样就避免了在现场建造生产设施。研究人员表示,一旦卵子被安置在虫害地点,新出生的不育雄性就会和大自然中的雌性交配,让雌性无法孕育后代,从而减少种群数量。
    对于传统技术来说,这是一个新的转折点,这一新的变化能够让科学家从一个种群轻便地转移到另一个种群,以抑制蚊子或者农业虫害的种群数量。这项新技术有别于传统技术不断自我繁殖的“基因驱动”系统,新技术由于不育的雄性昆虫能有效关闭生产后代的大门。研究人员提到这种昆虫不育技术被证实是一种环境友好型技术,其目标是开发出一种新的、安全可控的、非侵入性CRISPR基因技术,可以应用于全世界各个物种,短期内减少野生种群的数量。
    由于精确引导不育昆虫技术已证实能有效作用于果蝇,科学家们希望能将该技术研发应用于埃及伊蚊(Aedesaegypti),这种蚊子会将登革热、兹卡热(Zika)、黄热病等其他疾病传播给数百万人。把这项研究扩展到其他昆虫虫害可以成为通用有效的方法,解决许多通过病媒传播的疾病,这些疾病困扰着人类,也给全球的农业活动造成严重破坏。
(来源:Science Daily 北京市农林科学院农业信息与经济研究所报道)
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