德国科学家开发出对付蚊子和其它害虫的新策略
发布时间:2020-07-13 | 发布者： 东东工作室 | 浏览次数： 次[导读] 德国弗劳恩霍夫研究所的研究者们正在开发一种新的物种特异性策略，在不危害环境的前提下，使害虫得到有效控制。
南美洲正在和传播黄热病、登革热和寨卡病毒的亚洲虎纹作斗争。在中欧，葡萄酒行业和水果种植者正在担忧，醋蝇类中一种被称为斑点翅果蝇的家伙会导致大范围的作物歉收。由于传统方法的成功率在持续下降，德国弗劳恩霍夫研究所的研究者们正在开发一种新的物种特异性策略，在不危害环境的前提下，使害虫得到有效控制。
弗劳恩霍夫研究所分子生物学和应用生态学中心展示了他们的人工气候室，在这里温度能够保持在27摄氏度。气候室的网箱里有大量的亚洲虎纹（埃及伊蚊）。“我们让雌性蚊子在37摄氏度的温度下食用牛血或猪血，这是我们从屠宰场拿到的，” Schetelig说。“这有助于它们产卵，然后我们把蚊子卵放入一碗水中，在这里蚊子卵进行孵化以及幼虫化蛹。”
Schetelig是昆虫不育技术专家，这项技术是释放出大量不育雄性，从而相当程度地减少害虫种群的数量。他和他的团队来自洛伊昆虫生物技术与资源中心，该研究得到了德国黑森州的资助，Schetelig正在开发的方法，提高了昆虫不育技术的有效性，而且这项技术可以应用到其它害虫身上。
基因开关
至今为止，Schetelig最大的成就是他对于醋蝇类中一种被称为斑点翅果蝇的研究，这种果蝇来自东南亚，目前正在向世界各地扩散。雌性果蝇在成熟的水果上产卵，这个时候马上就进入收获期了，政府禁止农民在这个时期喷洒杀虫剂。这意味着，这种果蝇可以躲过杀虫剂这一劫难，目前，市场上还没有有效控制这些家伙的方法。在2014年，斑点翅果蝇造成了中欧大部分地区樱桃、覆盆子、李子和葡萄等大量作物的歉收。人们担心2015年这些昆虫会大量繁殖，但是由于夏季炎热、干燥，没有造成破坏性影响。今年，初夏时节潮湿的天气为果蝇的大量传播提供了理想的条件。
Schetelig设计了一个遗传系统，能够将果蝇后代扼杀在摇篮里。如果拥有这个遗传系统的雄性果蝇与雌性发生自然交配，受精卵将不会发育成幼虫。遗传系统包括一个开关，能够将这个程序开启或闭合。这个开关可以通过喂食果蝇抗生素四环素而被激活：含有四环素的饮食能够让果蝇在实验室中成功发育。“新方法不需要对幼虫饲养使用抗生素，只需要对成年果蝇使用微量的抗生素。所以没有抗生素没有转移到外部环境中，”Schetelig说。
为了帮助大规模繁殖，研究团队在基因组中固定了另一个遗传系统，可以使所有的雌性在胚胎阶段死亡。”这种性别鉴定系统，可以大大提高种群繁育的效果，因为我们只提高了雄性的数量。雌性需要被隔离开”Schetelig解释道。绝大多数的常规育种方法，大量释放之前，雌性需要被淘汰，有时候需要人工淘汰。
抑制登革热和寨卡病毒
目前，研究团队正在将专门为斑点翅果蝇开发的遗传系统，转移到亚洲虎蚊身上。希望这项昆虫不育技术有助于防止亚洲虎蚊继续传播危险病毒。除了登革热和寨卡病毒，亚洲虎蚊还携带黄热病、切昆贡亚热和裂谷热病毒。尽管原产于热带地区，这种昆虫在世界各地蔓延。一种伊蚊相近的物种已经在意大利‘定居’。弗莱堡大学已经报告了首个亚洲虎蚊在德国冬季孵化和生存的案例。
除了对他的新技术寄予厚望，Schetelig也在调查释放转基因昆虫的风险。作为一个由德国研究基金会埃米诺特计划资助的项目的一部分，他正在研究，外源基因整合到基因组中的稳定性如何，以及当其他动物食用了转基因昆虫会有什么后果。
“由于我们使用了放射性辐射技术，使雄性昆虫在释放之前不能生育，因此，我们确定它们不会繁殖，” Schetelig说。他预计这项技术在那些已经有转基因生物释放法规的国家，将实现大规模的应用，如南美洲和美国的一些地区。“能不能接受这一技术的决定性因素，取决于害虫造成的危害到了什么程度，” Schetelig说。“如果我们和巴西一样，在德国也遇到了登革热和寨卡病毒，我们会寻找和评估不同的解决方案。转基因蚊子的昆虫不育技术肯定是讨论的一部分。”
昆虫不育技术——如何发挥作用？
昆虫不育技术（SIT）利用绝育的雄性昆虫军团作为武器对抗它们自己的物种。因为这些绝育雄性昆虫在数量上超过了它们的野生同类，因此与这些昆虫交配的雌性不会生育后代。
绝育雄性昆虫在一些大型设施中饲养，例如危地马拉或西班牙。通常利用辐射进行绝育。从大规模饲养场中，将这些昆虫用飞机运到目标区域，在那里数以百万的昆虫被释放出来。
使用转基因果蝇，后果会怎样？
多年来，Marc F. Schetelig教授一直致力于这项问题的研究。在这个项目中，果蝇用来喂食鱼类，科学家们利用分子生物技术检查了鱼体内的残渣和它们的后代。经过三年的研究，科学家们没有发现果蝇的DNA向鱼类转移。这证明了昆虫基因组的稳定性。
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