基因育种为控制蚊子数量提供新方法

弗吉尼亚理工大学的研究人员找到了一种新方法来识别可用于控制蚊子数量的基因目标，这可能为杀虫剂提供替代品。

他们的研究发表在《通讯生物学》杂志上，重点研究了物种不相容性的遗传基础。他们将埃及伊蚊(一种主要的全球虫媒病毒疾病媒介)与来自印度洋的其姊妹物种马斯卡伊蚊进行杂交。当后代与一个亲本进行杂交时，大约 10% 的后代会变成双性人，无法繁殖。

研究人员发现这些双性蚊子的性别决定途径存在异常。他们发现这些蚊子在遗传上是雄性，但同时表达雄性和雌性基因，导致身体特征混合。

通过了解这些遗传因素，他们希望开发出创造纯雄性蚊子种群的策略，这可以通过消灭雌性来帮助控制蚊子数量。这项研究还有助于识别影响雌性蚊子行为的基因，为未来的病媒控制方法提供帮助。

这些发现对于控制寨卡病毒和登革热等疾病具有重要意义，因为更好地控制蚊子可以减少这些疾病的传播。

尽管杀虫剂在过去控制蚊子数量方面相对有效，但现在人们正在重新评估它们，因为它们的有效性正在显著下降，而且对生态环境也不友好。

“我们研究了两种蚊子的杂交，发现雌雄同体蚊子的性别决定途径被破坏，并确定了性别特异性基因表达，”该项目研究人员之一、弗拉林生命科学研究所昆虫学教授兼附属教员伊戈尔·沙拉霍夫 (Igor Sharakhov) 说道。“这项研究有助于确定可用于蚊子控制策略的新型性别决定途径基因。”

梁江涛(左)在伊戈尔·沙拉霍夫的实验室里使用显微镜进行蚊子研究。图片来源：弗吉尼亚理工大学的马克斯·埃斯特胡森。

研究人员在研究中关注了三个领域：

这些双性人的形态和解剖学层面，包括外部和内部器官，特别是生殖器官

参与性别决定途径的基因，具体来说有三个基因：一个主调节器，用于确定其是否表达，另外两个基因用于产生雄性特异性和雌性特异性剪接变体

这些蚊子的整体基因表达，从与性别分化相关的基因的整体表达角度来定义什么是正常的，什么是不正常的

“我们发现形态异常始于发育过程中的蛹期，在成年期，最严重的病例是同一个体同时存在睾丸和卵巢，这对于这些物种来说非常不寻常，”Sharakhov 说。“现在我们想了解导致这些异常的原因。”

研究人员发现，雌雄同体蚊子同时表达性别决定基因的雄性和雌性变体，导致形态混合。雌性偏向基因在雌性蚊子中正常表达，而雄性偏向基因在某些雄性生殖部位的表达减少，尽管睾丸相关基因仍保持正常水平。

这项研究有助于控制蚊子，因为它可以识别新的性别决定途径基因，从而产生全雄性种群，从而消灭雌性并减少媒介数量。此外，识别性别特异性基因可以帮助开发遗传结构来操纵野生种群的特征。

昆虫学博士后研究员梁江涛表示：“由于双性人在基因上属于男性，但表达的是女性转录本，因此它提供了一种识别影响女性行为的基因的系统，这对于未来的媒介控制策略非常有用。”

“雌雄同体可以作为发现与蚊子性别决定、性别分化、交配、寻找宿主和吸血行为有关的遗传因素的宝贵模型。在蚊子中发现新的性别决定途径基因及其破坏将有助于通过基于性别分离的基因操作有效控制疾病媒介。”

对于寨卡病毒和登革热等疾病，了解蚊子遗传学可以带来更好的控制方法，减少疾病在世界范围内的传播。

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