研究人员开发出针对全球作物害虫的首个基因驱动

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的生物学家已经开发出一种操纵农业害虫基因的方法，这种基因已经侵入美国大部分地区并对高价值的浆果和其他水果作物造成数百万美元的损害。

安娜·布赫曼(Anna Buchman)在加州大学圣地亚哥分校昆虫遗传学教授奥马尔·阿克巴里(Omar Akbari)实验室的研究中，描述了世界上第一个“基因驱动”系统 - 一种操纵基因遗传的机制 -果蝇(Drosophila suzukii)，一种通常被称为果蝇的果蝇斑点翼果蝇。

正如4月17日在“美国国家科学院院刊”上报道的那样，Buchman和她的同事开发了一种基因驱动系统，称为Medea(以杀死她后代的神话中的希腊女巫的名字命名)，其中含有合成的“毒素”和相应的“解毒剂”。以近乎完美的效率显着影响遗传率。

“我们设计了一种基因驱动系统，可以极大地抑制这些苍蝇的遗传，并可以通过它们的种群传播，”Buchman说。“它绕过了正常的遗传规则。它是一种操纵这些侵入性害虫种群的新方法，它们首先不属于这里。”

这种高侵入性苍蝇原产于日本，于2008年首次在西海岸被发现，现已在40多个州报道。斑点翼果蝇使用一种称为产卵器的尖锐器官来刺穿成熟果实并将卵直接存放在作物内，使其比仅在腐烂果实上产卵的其他果蝇更具破坏性。据报道，果蝇(Drosophila suzukii)仅为加利福尼亚树莓业带来了超过3900万美元的收入损失，估计美国每年总收入损失7亿美元。

在使用合成Medea系统的斑点翼果蝇的包含笼子实验中，研究人员报告了在19代下降的群体中高达100%的有效遗传偏差。

“我们设想，例如，用活着的苍蝇代替野生苍蝇，但不能直接在蓝莓中产卵，”Buchman说。

新合成基因驱动系统的应用可包括传播遗传因素，这些遗传因素赋予某些环境因素(如温度)易感性。例如，如果达到某个温度，则改良斑点翼蝇内的基因将触发其死亡。其他种类的果蝇不会受到该系统的影响。

“这是全球主要作物害虫中的第一个基因驱动系统，”Akbari说，他最近将他的实验室从UC Riverside搬到了加州大学圣地亚哥分校，研究开始了。“鉴于某些菌株表现出100%的非孟德尔传播率，远远高于正常孟德尔传播的50%，该系统将来可用于控制D. suzukii的种群。”

新基因驱动系统的另一种可能性是增强对已经用于农业的环境友好型杀虫剂的敏感性。

“我认为每个人都希望获得质量好的新鲜农产品，这些农产品没有受到任何污染，也没有用有毒农药处理，因此，如果我们不处理果蝇果蝇，农作物的损失将会持续，并可能导致价格上涨，”Buchman说。“因此，这种基因驱动系统是一种生物友好，环保的方式，可以保护我们食物供应的重要部分。”

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如有侵权行为，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。