创新的生物防治技术针对雌性昆虫来对抗蚊媒疾病

创新的生物防治技术针对雌性昆虫来对抗蚊媒疾病

研究人员表示，一种缩短雌性昆虫寿命的基因生物防治方法可以像杀虫剂一样迅速减少携带疾病的蚊子和破坏性植物害虫的数量。

害虫对全球健康和农业构成巨大威胁，每年造成数十万人死亡和数百万人感染，并造成数十亿人的健康和农作物损失。

生物防治越来越被视为农药的可行替代品，农药可能会损害非目标物种和生态系统，并且随着耐药性的增加而变得不那么有效。

澳大利亚麦格理大学 ARC 合成生物学卓越中心的研究人员开发了一种名为“有毒雄性技术”(TMT) 的新方法，涉及对雄性昆虫进行基因改造，以缩短与其交配的雌性昆虫的寿命。

研究人员表示，它可以用来快速应对农业害虫的爆发，并对抗疟疾、登革热和寨卡等蚊媒疾病。

麦格理大学应用生命科学研究人员、今天发表在《自然通讯》上的这项研究的主要作者塞缪尔·比奇说：“我们相信我们的技术有潜力像杀虫剂一样快速发挥作用，而且不会对其他物种和环境造成伤害。”

比奇说，这种方法比现有的方法更有效，例如昆虫不育技术或释放带有致命基因的昆虫，这些方法通过释放大量绝育或转基因雄性与野生雌性交配来发挥作用。

通过这些技术，交配的雌性不会生育或只生育雄性后代，但它们会继续以血液为食并传播疾病，直到自然死亡 - 这意味着咬人雌性的数量只会随着下一代的出现而减少。

“TMT 更便宜，因为您需要更少的雄性来减少昆虫数量或更快地传播疾病，”Beach 解释道。

毒害蛋白质

这项新技术涉及对雄性昆虫进行基因改造，使其精子中产生昆虫特有的毒液蛋白。当这些雄性与雌性交配时，蛋白质就会转移，从而显着缩短雌性的寿命及其传播疾病的能力。

研究人员发现，雌性与转基因雄性交配会使它们的寿命缩短 60%。

“理想情况下，我们的目标是使寿命减少 100%，也就是说，雌性一旦与雄性交配就会死亡，”比奇告诉 SciDev.Net。 “但我们希望从长远来看实现这一目标，这需要一些时间。”

他补充说，即使减少 60%，也能大大减少蚊媒疾病的影响。

疟疾、登革热、寨卡病毒、基孔肯雅热和黄热病等疾病是由雌性埃及伊蚊和冈比亚按蚊传播的。

比奇解释说，吸食宿主血液并感染病毒的雌性蚊子在几天内不会传染。在五到十天内，她不能将疾病传播给其他人。

“这意味着我们不必达到 100% 的死亡率，我们只需在一段时间内缩短他们的寿命，让他们不能将疾病传播给第二个人，我们估计每人的死亡率约为 60% 至 80%。“寿命缩短了 1%，”Beach 说。

研究人员表示，这项技术对农民来说可能会更好，因为植物害虫的寿命比蚊子更长——可达一两年，而蚊子的寿命只有三到四个星期。

“由于世代时间很长，如果我们能更早杀死雌性，将对农业害虫产生更大的好处，”比奇补充道。

运营成本

乌干达坎帕拉医学生物技术实验室的研究员托尼·奥瓦拉（Tonny Owalla）没有参与这项研究，他认为培育雄性蚊子来减少雌性疟疾携带者的数量可能是一种有用的方法。

但他警告说，部署成本可能会使该技术无法在疟疾流行国家常规使用。

“以非洲疟疾流行最严重的国家刚果民主共和国为例，您将释放多少只雄性蚊子，每年释放多少轮，基础设施，蚊子供应来源……”奥瓦拉说。

比奇表示，该技术在推出之前必须经过严格的安全测试。此外，还需要针对蚊子繁殖的使用和基础设施制定监管框架。

然而，我们确信，几年后我们的技术将为全世界数百万人提供可持续的解决方案来对抗疾病和植物害虫。”

Tonny Owalla，乌干达坎帕拉 Med Biotech 实验室研究员

资料来源：