基于性别操控的昆虫不育技术研究进展

昆虫不育技术(sterile insect technique, SIT)是一种通过释放经辐射不育的雄性至野外与野生雌性交配从而产生不能孵化后代的害虫防治技术。随着分子生物学技术如基因编辑技术CRISPR/Cas9的不断发展,基于性别操控的昆虫不育技术如精确引导昆虫不育技术(precision-guided SIT, pgSIT)、昆虫不相容技术和昆虫不育技术相结合(incompatible insect technique and sterile insect technique, IIT-SIT)以及昆虫性比扭转(sex ratio distortion, SRD)已成功应用于多种农业害虫和媒介昆虫的防控。本文综述了pgSIT, IIT-SIT和SRD的研究现状,并对这些基于性别操控的昆虫不育技术的优缺点进行了讨论。介绍了细菌和病毒介导的杀雄分子机制及其在害虫防治中的应用潜力,以期为靶向昆虫性别的害虫不育防治技术提供理论支持。

“精确制导”不育技术有助控制虫害

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。

昆虫不育分子研究进展

不育是应用在害虫防治上的一种有效手段。昆虫不育技术(Sterile insect techniques,SIT)作为一种大面积有害生物综合治理(Area-wide Integrated Pest Management,AW-IPM)的措施,能最大程度阻断外来物种的入侵与防治农业害虫危害,同时生物分子技术的迅速发展也促进了SIT的研究取得很多创新性成果。阐述了各种新颖的昆虫不育技术与思路,着重对其优点与局限性进行总结与评价,为不同技术的合理使用提供参考。通过以昆虫辐照技术为引,归纳了各种分子遗传防控机理研究关于应用的思路进展,结合目前的不育技术做出了独特思考,对其大规模实践应用提出了相应建议。使用昆虫不育技术应做到高效简洁,在野外大量释放带有低耐辐照基因的品系,使该性状在野生种群内传播,通过使用超低剂量辐照即可达到控制昆虫种群数量的目的。