斑翅果蠅（Drosophila suzukii）是一種入侵世界諸多地區(qū)的作物害蟲，對(duì)水果生產(chǎn)造成了重大的農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟(jì)損失。斑翅果蠅將卵深深地產(chǎn)在不腐爛的成熟果實(shí)的軟肉中，導(dǎo)致果實(shí)損壞，且限制了噴霧式殺蟲劑的有效性。櫻桃、覆盆子、黑莓、藍(lán)莓、草莓、桃子、李子、油桃、葡萄，橄欖、西紅柿、獼猴桃、無花果和蘋果都被發(fā)現(xiàn)受其危害。2008 年，在美國加利福尼亞州、俄勒岡州和華盛頓州，斑翅果蠅導(dǎo)致的損失估計(jì) 50 億美元。

目前用于抑制斑翅果蠅種群的主要方式是殺蟲劑。然而，越來越多的證據(jù)表明，斑翅果蠅正在對(duì)殺蟲劑產(chǎn)生有可能廣泛的抗藥性。考慮到這些非特異性廣譜殺蟲劑對(duì)環(huán)境的影響，尋找環(huán)境友好的害蟲管理方法十分必要。

（來源：Agragene 官網(wǎng)）

近日，加州大學(xué)圣地亞哥分校（University of California San Diego）的研究人員將基于 CRISPR 的新技術(shù)應(yīng)用在了斑翅果蠅的控制上。

該校生物科學(xué)學(xué)院細(xì)胞與發(fā)育生物學(xué)系教授 Omar Akbari 和 Nikolay Kandul 等其他研究人員于 2019 年首次在普通果蠅（Drosophila melanogaster）中展示了“精確引導(dǎo)的昆蟲不育技術(shù)（Precision Guided Sterile Insect Technology，pgSIT）”。該方法使用可編程的 CRISPR 技術(shù)來編輯控制昆蟲性別決定和生育能力的關(guān)鍵基因，后來也被證明適用于蚊子。

Akbari 共同創(chuàng)立了生物技術(shù)公司 Agragene，該公司已從加州大學(xué) Riverside 分校（Akbari 最初領(lǐng)導(dǎo)該技術(shù)的開發(fā)）獲得了 pgSIT 基礎(chǔ)技術(shù)許可，并正在實(shí)施由美國農(nóng)業(yè)部管理的 pgSIT 田間試驗(yàn)。該公司希望這些試驗(yàn)?zāi)軌蜃C明 pgSIT 的安全性和有效性，并能通過監(jiān)管部門批準(zhǔn)，以在農(nóng)業(yè)上廣泛應(yīng)用。

pgSIT 開發(fā)的昆蟲卵被部署到目標(biāo)種群中，只有不育的雄性昆蟲才能孵化；不育雄性交配后產(chǎn)生的后代不育，從而達(dá)到抑制種群數(shù)量的目標(biāo)。

（來源：Agragene 官網(wǎng)）

現(xiàn)在，他們已將該技術(shù)用于斑翅果蠅，研究成果“Precision Guided Sterile Males Suppress Populations of an Invasive Crop Pest”一文發(fā)表在 GEN Biotechnology 期刊。

“這是一個(gè)安全、進(jìn)化穩(wěn)定的系統(tǒng)?！?a data-miniprogram-appid='wx99cc64e6169731cc' data-miniprogram-path='pages/professor-detail/index?personage_id=62134&share=true' data-miniprogram-nickname='絡(luò)繹科學(xué)' data-miniprogram-type='text' data-miniprogram-servicetype='' href=''>Akbari 說，“此外，該系統(tǒng)不會(huì)導(dǎo)致不受控制的傳播，也不會(huì)在環(huán)境中持續(xù)存在——這兩項(xiàng)重要的安全保障都將有助于其獲得使用批準(zhǔn)。”

昆蟲不育技術(shù)（sterile insect technique，SIT）已經(jīng)使用了半個(gè)多世紀(jì)。而其背后的概念可以追溯到 20 世紀(jì) 30 年代，當(dāng)時(shí)農(nóng)民找到了將不育雄性釋放到田間以減少害蟲的方法。到本世紀(jì)中葉，美國農(nóng)民開始使用紫外線輻射對(duì)螺旋錐蠅（Cochliomyia hominivorax）進(jìn)行不育誘導(dǎo)。

SIT 一般通過反復(fù)釋放絕育的雄性昆蟲來抑制種群，這些不育的雄性將與野生雄性競爭，以與野生雌性交配。為了有效地利用昆蟲不育技術(shù)，理想的解決方案是：（1）大規(guī)模飼養(yǎng)昆蟲，（2）對(duì)雌性進(jìn)行有效的遺傳選擇，（3）確保雄性不育，（4）培育具備環(huán)境適應(yīng)力和性競爭力的雄性，（5）具有成本效益的運(yùn)輸和部署、田間投放措施。

傳統(tǒng) SIT 利用 DNA 損傷（如紫外線輻射）來產(chǎn)生絕育雄性，因此需要按照較大的雄/雌比例釋放雄性才能抑制當(dāng)?shù)胤N群。

而 Akbari 之前通過普通果蠅和埃及伊蚊開發(fā)的基于下一代昆蟲不育技術(shù)的方法，稱為“精確引導(dǎo)昆蟲不育技術(shù)（pgSIT）”，利用 CRISPR/Cas9 技術(shù)對(duì)導(dǎo)致雌性致死性和雄性不育的特定基因突變位點(diǎn)進(jìn)行編程誘導(dǎo)。

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