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白粉虱的基因编辑协议打开了控制之门

白粉虱的基因编辑协议打开了控制之门

白粉虱是世界上最重要的农业害虫之一,但由于其体型较小,一直很难从基因上控制和控制它们。一个国际研究团队通过开发CRISPR/Cas9基因编辑协议克服了这一障碍,该协议可能会为这种毁灭性的害虫带来新的控制方法。

据宾夕法尼亚州立大学昆虫学和疾病流行病学教授杰森·拉斯贡(Jason Rasgon)说,白粉虱(Bemisia tabaci)以多种农作物为食,通过直接取食和间接促进真菌生长以及传播病毒性疾病来破坏作物。

“我们找到了一种对这些昆虫进行基因改造的方法,我们的技术不仅为这种昆虫的基础生物学研究铺平了道路,而且也为潜在的基因控制策略的发展铺平了道路,”他说。

研究小组的研究结果发表在4月21日的《CRISPR杂志》上。

CRISPR/Cas9系统由Cas9酶和引导RNA组成。Cas9酶是一对“分子剪刀”,可以剪切基因组上特定位置的DNA,这样DNA片段就可以被添加或移除。

“通过CRISPR/Cas9进行基因编辑通常是通过将基因编辑复合物注射到昆虫胚胎中来完成的,但是白粉虱胚胎的极小尺寸和被注射的卵的高死亡率使得这项技术具有挑战性,”Rasgon说。“远程控制(受体介导的卵巢货物转导)是我实验室开发的一种特殊类型的CRISPR/Cas9技术,它避免了注射胚胎的需要。相反,你将融合到一个名为BtKV的小型卵巢靶向分子的基因编辑复合物注入成年女性体内,BtKV将该复合物导向卵巢。”

为了探索远程控制在白鳍豚身上的应用,研究小组瞄准了与眼睛颜色有关的“白色”基因。当这种基因正常运作时,白鲑的眼睛是棕色的,但当它由于基因突变而失去功能时,白鲑的眼睛应该是白色的。研究小组发现,远程控制会产生突变,导致幼年昆虫的白眼睛在成年后变成红色。

“顺便说一句,我们学到了一点关于眼睛颜色发展的知识,”Rasgon说。“我们原以为她的眼睛会一直是白色的,但当它们变成红色时,我们很惊讶。然而,重要的是,我们发现使用ReMOT Control产生的突变会传递给后代,这意味着可以做出改变并遗传给后代。”

拉斯贡说,研究小组希望他们的原理验证研究能让科学家利用影响昆虫传播作物病毒病原体能力的基因来研究同样的策略,从而帮助控制昆虫并保护作物。

他说:“这项技术可以用于任何你想要删除白鳍豚基因的应用,用于基础生物学研究或潜在基因控制策略的开发。”

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