防治害蟲有妙招，轉基因技術讓害蟲死光光

2020-09-10 科學大觀園雜誌


蚊子

物種的進化通常都是漫長的，但根據近日發表在《自然通訊》雜誌上的一項研究，由美國哥倫比亞大學生物科學學院（CBS）領導的研究小組發現一種新方法，可以將物種的進化時間縮短至不到一年。

在這項工作中，科學家們研究了果蠅的物種形成過程，通過基因編輯技術改造果蠅，得到的工程果蠅相互交配可以正常繁殖，但與野生型果蠅交配卻無法產生存活的後代。

這項研究為防止轉基因生物與野生生物的雜交奠定了基礎，也有望幫助科學家們開發具有高度針對性的新型工具用於控制攜帶疾病的昆蟲和入侵物種的數量。

「物種形成是驅動地球上生命進化的一個基本過程。對物種形成進行工程控制將加強我們控制害蟲的能力。」該研究的領導者、哥倫比亞大學CBS的教授Mike Smanski說。「這是使用現代基因編輯工具將有害生物轉化為殺蟲劑的幾種新方法之一。我們製造的工程果蠅與野生果蠅交配後無法產生存活後代，這和有害生物的基因編碼避孕是一樣的。」

科學家們在這項研究中使用的方法被稱為「工程基因不相容」（Engineered Genetic Incompatibility, EGI）。首先他們利用CRISPR/Cas9將無害的突變引入緊鄰蛋白編碼區的DNA調控區域，然後引入靶向原始DNA序列的基因激活因子。當工程品系與野生品系繁殖時，其後代會從野生親本繼承一份原始序列，從工程親本繼承一份包含基因激活因子的序列。該激活因子會使原始的野生基因過度激活，導致後代無法存活。

該方法也可用於轉基因防護。「轉基因生物的風險之一是轉基因物質可能會散播到野生種群中。EGI將成為確保轉基因生物安全利用的寶貴工具，它可以使工程物種的所有基因成分都被限制在該物種內。」文章合著者、Smanski實驗室的研究生Nathan Feltman說。

現在，科學家們正致力於利用這種技術減少攜帶疾病的蚊子數量，或者用那些不會傳播疾病的蚊子來取代它們。這項工作將重點關注傳播寨卡、登革熱、基孔肯雅熱等疾病的埃及伊蚊。

原創編譯：花花 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《自然通訊》

期刊編號：2041-1723

原文連結：https://phys.org/news/2020-09-speciation-events-insects-pests.html

版權聲明：本文為原創編譯，中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。轉載請註明來源。

相關焦點

  • 轉基因技術防治害蟲方法多 轉基因技術大盤點
    目前,害蟲的防治主要依賴於化學殺蟲劑,但殺蟲劑大量和不合理的使用,不僅汙染環境而且使害蟲普遍產生了的抗藥性。隨著分子生物學和基因工程技術的快速發展與不斷完善,使得既安全環保又高效的蚊蟲防治措施的開發成為可能。
  • 防治害蟲有妙招，工程物種來幫忙
    在這項工作中，科學家們研究了果蠅的物種形成過程，通過基因編輯技術改造果蠅，得到的工程果蠅相互交配可以正常繁殖，但與野生型果蠅交配卻無法產生存活的後代。這項研究為防止轉基因生物與野生生物的雜交奠定了基礎，也有望幫助科學家們開發具有高度針對性的新型工具用於控制攜帶疾病的昆蟲和入侵物種的數量。「物種形成是驅動地球上生命進化的一個基本過程。
  • 秋季茶樹防治害蟲技術
    夏末秋初，氣溫下降，多數害蟲的發生量有所回升，甚至出現大暴發現象，輕者影響秋茶產量，重者影響樹勢和翌年春茶生產，因此，必須做好防治工作。夏末秋初常見的害蟲主要有假眼小綠葉蟬、茶刺蛾、茶黑毒蛾等害蟲。
  • 利用物聯網防治害蟲
    我們也可以更廣泛地應用這種思維來防治農場裡的所有害蟲。　　傳統害蟲防治辦法　　▲化學農藥是大多數農場中的重要組成部分。化學農藥確實減少了老鼠、昆蟲和其他害蟲的損失，但是使用農藥並不是沒有代價的。消費者越來越擔心這些化學農藥對自身健康的影響。此外，隨著時間推移，害蟲會產生抗藥性，需要採用使用更多新的、更昂貴的農藥。
  • 樟樹主要食葉害蟲種類生活習性及防治技術
    樟樹主要食葉害蟲種類生活習性及防治技術陳麗麗樟樹 Cinnamomum Camphora (L.) Presl.，別名：香樟，樟科常綠喬木。隨著綠化面積擴大，也為綠化植物病蟲發生和繁殖提供了生存環境，加之許多地方對綠化植物病蟲害防治管理不到位，特別是許多城鄉道路樟樹害蟲得不到及時的防治。為掌握道路綠化區的樟樹主要食葉類害蟲種類及其生活習性，對其進行了觀察，並進行了一些生物和化學防治技術試驗。
  • 危害扁豆的主要害蟲及防治技術
    扁豆的主要蟲害有波紋小灰蝶、豆莢野螟、斜紋夜蛾、豆蚜等。其中波紋小灰蝶、豆莢野螟等危害花莢、豆莢，斜紋夜蛾、豆蚜等危害葉片。小編收集整理了高級農藝師王迪軒關於上述扁豆常見蟲害的防治方法供菜農參考：波紋小灰蝶該害蟲以幼蟲蛀花、蛀莢為主，初孵幼蟲即蛀入花蕾或花器取食幼嫩子房、花葯，並轉蕾多次為害，三齡以上的幼蟲除少部分繼續為害花外，大部分蛀莢為害，造成落花、蟲莢等，還可為害嫩莖和花蕾。幼蟲老熟脫莢後，於被害株附近淺土層內作繭化蛹，或在落葉中作繭化蛹。
  • 辣椒種植中的常見害蟲蛾類害蟲和地下害蟲如何防治?
    我們在辣椒的種植過程中會遇到很多的蟲害問題，今天我們主要說菸草夜蛾（菜青蟲）溫室白粉蝨，地下害蟲地老虎，螻蛄，蠐螬的防治問題。菸草夜蛾是在土室中越冬的，成蟲晝伏夜出，對黑光燈有趨光性，對於楊柳枝把有趨性。防治辦法：（1），我們可以利用菸草夜蛾對於黑光燈的趨性，利用黑光燈來誘殺菸草夜蛾的成蟲。
  • 2020年保護地蔬菜重要害蟲生物防治技術方案
    保護地蔬菜害蟲種類多，常年發生的主要有粉蝨、薊馬、害蟎和蚜蟲等重要刺吸式害蟲，世代重疊、蟲量大、抗性高、危害重，不採取防控措施可導致嚴重損失，甚至絕產；偶發的有小菜蛾、棉鈴蟲、甜菜夜蛾、斜紋夜蛾等鱗翅目害蟲。保護地栽培環境封閉，化學農藥降解難度大，汙染嚴重。利用生物防治技術是替代化學農藥使用、保障蔬菜質量安全、推進綠色植保的有效途徑。
  • 常見林業害蟲識別與防治
    常見的蟎類害蟲：硃砂葉蟎、二斑葉蟎、山楂葉蟎、柑橘全爪蟎、蘋果全爪蟎、針葉小爪蟎、刺足根蟎等。 防治方法：3.2%阿維噠蟎靈600—800倍液或1.8%阿維菌素3000倍液噴施防治。
  • 【綜述】蛋白酶抑制劑: 作為一種潛在的害蟲防治生物製劑的應用進展
    在長期的進化過程中，植物在應對植食性害蟲的危害過程中，形成了一套獨有的機制，比如蛋白酶抑制劑（Protease inhibitors）通過直接靶向昆蟲體內的蛋白酶，通過阻礙昆蟲消化系統中的蛋白酶活性，抑制其消化或者產生拒食活性，影響昆蟲對植物的取食，降低其對植物本身的危害。
  • 紅楓類、薔薇科等觀賞苗木蛀幹害蟲,如何防治?分享創新防治技術
    蛀幹害蟲大家並不陌生，比如天牛，非常讓人頭疼，難防難治，很多人談「牛」色變。在此與大家分享關於「紅楓類、薔薇科等觀賞苗木蛀幹害蟲的創新防治技術」。危害槭樹科的蛀幹害蟲有光肩星天牛、星天牛、木蠹蛾等，主要危害其根基部、主幹、分叉處、主梢等。危害薔薇科的有桃紅頸天牛、木蠹蛾等，桃紅頸天牛最初從果樹傳入，以危害櫻、梅、桃、杏、李、梨、蘋果等薔薇科樹木最重，且蛀道先橫後縱，先上後下，可深達主、側根部。你的樹遭遇天牛了嗎？如何初步判斷紅楓類植物受到天牛危害？
  • 高效氯氰菊酯防治什麼害蟲?
    高效氯氰菊酯已被我國在農業生產上應用多年，曾經也是在農業害蟲方面發揮著重要作用，即便是現在，仍然通過不同方式在農業生產中被廣泛應用。可是你對高效氯氰菊酯又了解多少呢？下面小編就給大家進行匯總一下，以供參考。
  • 櫻桃咀嚼式害蟲防治用藥推薦!
    櫻桃咀嚼式害蟲的危害特點是害蟲取食時直接用口器啃食果樹的葉片、枝條和果實等器官用藥物防治這類害蟲時，宜使用具有胃毒兼觸殺、燻蒸作用的藥劑防治。這類害蟲主要有黃刺蛾、舟形毛蟲和金龜子類捲葉蛾類及棉鈴蟲等。
  • 5月份苗木害蟲有哪些,該如何防治呢?
    對於苗木人來說，害蟲是很讓人心煩的了，好不容易培育好的苗木，總是因為各種各樣的害蟲而發病，嚴重的時候害蟲還會導致苗木死亡。在四五月苗木害蟲都有哪些呢？有什麼好的防治辦法呢，我們今天就來了解一下吧。防治方法：①在剛開始發現蚜蟲時，可以將受到傷害的枝幹剪掉，對於樹枝上的萌生枝，也可以用清水進行衝洗②剛開始發現時對幼苗的根部用3%呋喃丹顆粒劑可以抑制害蟲的復發。
  • 怎樣防治柑橘樹大綠蝽害蟲?
    柑橘樹的害蟲非常多，如蝽類、蛾類、蟎類、蚜蟲害等等害蟲，大部分害蟲以針管類口器，叮吸柑橘樹幼嫩芽葉枝梢，和幼果，吸收汁液，使葉片扭曲變形，縮小了光照面積，減少了光合作用，幼果造成傷疤，降低柑橘的商品性，影響品質。這類害蟲危害後，不僅結柑橘留下了創傷，而且傳播了病毒病，影響柑橘樹的正常生長發育。
  • 叮～你有一份家庭害蟲防治指南待接收
    《應用昆蟲學報》的一則期刊《我國城市昆蟲學研究的回顧與展望》將城市昆蟲中的害蟲分為建築害蟲、衛生害蟲、園林害蟲、糧儲害蟲四個類別。建築害蟲指危害房屋、建築的害蟲 , 主要是白蟻,其次有天牛、長蠢、還有粉蠢木蜂等，它們啃食木材破壞建築結構。
  • 吡蟲啉可不只是防治蚜蟲,你知道還能防治什麼害蟲嗎?
    吡蟲啉是吡啶環雜環類的防治害蟲的殺蟲劑，殺蟲具有高效性。在大家的印象中，吡蟲啉是防治蚜蟲的藥品，其實不然，吡蟲啉其實是一種廣譜性的殺蟲劑，不僅對蚜蟲有很好的防效，同時對薊馬、白粉蝨、葉蟬等刺吸式害蟲也有很好的防治效果。該藥的效果發揮比較快，具有內吸性強，持效性，並且屬於低毒藥品。
  • 家裡沒有看到害蟲出現,有必要定期蟲害防治嗎?
    【上海除蟲公司奔奔蟲控】蟑螂、蚊子、老鼠等害蟲，影響我們生活、生產、健康等多個方面，所以發現害蟲要及早防治，那麼沒有看到害蟲出現，有必要進行定期蟲害防治嗎？ 1、害蟲的危害有哪些？ （1）入侵人們的生活工作空間，造成滋擾。
  • 紅薯地下害蟲危害大,該怎樣防治?
    紅薯地裡的害蟲主要有蠐螬、螻蛄、地老虎、金針蟲和根蛆等五大種類，對紅薯塊莖危害非常大，叮咬啃食後，使紅薯成槽狀、穿孔、鑽洞，排出攜帶病毒的排洩物，和土壤環境中有害病菌共同危害傷口處，使紅薯組織腐爛變質，分泌苦味的毒素，造成紅薯無法食用。第一，紅薯地裡的蠐螬防治。
  • PNAS:揭示田間害蟲發生顯性突變對轉基因Bt作物產生抗性
    研究人員發現害蟲正在以一種意想不到的方式適應轉基因作物(genetically modified crop)。這一發現特別強調了密切監控和防範害蟲對生物技術作物產生抗性的重要性。根據一項於2012年6月11日在線發表在PNAS期刊上的新研究(在中國完成的)，來自中國農業科學院、南京農業大學和美國亞利桑那大學的研究人員發現，棉鈴蟲(cotton bollworm)對能夠殺死害蟲的轉基因棉花產生抗性涉及到的基因變化比人們想像中的更加多樣化。