徐州农业网

《自然》:几年前,科学家在广州每周释放500万只蚊子,现在……

记者在今天的顶级学术期刊《自然》上看到了一篇论文,并报道了一项在世界各地备受关注的实地试验。在摘要中,科学家们指出,结合两种转化蚊子的技术,他们在中国广州的试验场测试了世界上最具攻击性的蚊子“接近消灭”。《自然》报道了这种传染病控制领域的成功。

被歼灭的蚊子是白纹伊蚊,我们非常熟悉并且非常可恶。它通常被称为“花足蚊”。它们原产于东南亚,遍布世界各地,被入侵物种专家组列为世界100大外来入侵物种之一。

白纹伊蚊被人讨厌的原因不仅是因为发送给我们的“红包”非常痒,还因为它们传播了许多疾病,包括登革热,疟疾,黄热病,基孔肯雅热,寨卡等。

白纹伊蚊,俗称“花足蚊”

长期以来,科学家一直在与传播疾病的蚊子作斗争,并尝试了许多方法来抑制蚊子的数量。例如,一种策略是使用辐射使雄性蚊子不育,然后将它们放入野外。因为白纹伊蚊只有雌性蚊子吸血,所以雄性蚊子吃素食(喂食植物汁),所以释放的雄性蚊子对人类没有影响,并且可以干扰雌性蚊子产生后代。然而,后来发现不育的雄性蚊子通常较弱,与野生雄性蚊子相比,很难吸引雌性蚊子。因此,依靠这种“昆虫生育控制技术”,蚊虫防治效果并不理想。

另一种更好的方法是用称为Wolbachia的细菌感染蚊子。这种细菌对人体无害,但它可以感染许多昆虫,影响昆虫的生殖细胞。当感染了细菌的雄性蚊子被释放到野外时,当它们与未感染的雌性蚊子交配时,Wolbachia的精子细胞会遇到不含同种细菌的卵细胞,并且“细胞质非融合”的现象将会发生。让鸡蛋不能存活,达到灭蚊的效果。

细菌感染的方法在小规模试验中确实有效,可以完全消灭蚊子。然而,当更大规模实施时,研究人员有可能选择感染沃尔巴克氏体的雌性蚊子并消灭它们。如果雌性蚊子被放置在野外,它们可以继续产生后代并取代野生蚊子。人口。

感染Wolbachia的雄性蚊子可以防止未受感染的雌性蚊子产生孵化蛋;然而,感染Wolbacher的雌性蚊子可能会将同一物种带到整个种群中

由中山大学和密歇根州立大学共同建立的热带病虫害控制联合研究中心齐志勇教授领导的研究小组,对上述两种方法进行了综合和优化。具体而言,科学家首先用三种Wolbachia菌株感染白纹伊蚊,确保当雄性和野生雌性交配时发生细胞质不相容,留下蚊子。

随后,研究人员将低剂量辐射结合起来,使蚊子不育。这样做的好处是感染细菌的雌性蚊子即使被意外释放也不会有风险,并且辐射水平不会影响雄性蚊子的繁殖竞争力。研究人员减少了筛查蚊子和雄性的压力。蚊子植物的“蚊子工厂”的产量有所增加,每周可以生产500万只改良的雄性蚊子!

采用微胚注射技术从其他蚊子中提取Wolbachia,并引入两株白纹伊蚊(Aedes albopictus)筛选与三种菌株具有共生关系的蚊子菌株

经过双重转化的白纹伊蚊可以帮助控制野外种群,有效减少登革热等疾病的传播?

在实验室取得小规模成功并在理论上推断人口变化后,经农业部批准,研究小组启动了一项关于蚊子控制的开放式田间试验。研究小组与广东和广州的CDC合作,选择了两个相对孤立的岛屿。自2015年以来,已经开始大规模繁殖“灭菌”蚊子。

研究人员选择广州的沙子岛和大道沙作为试验点。 2015年,他们发布了仅在沙子岛感染细菌的雄性蚊子。在2016年和2017年,他们发布了双重改良的雄性蚊子

在2016年和2017年,在蚊子的繁殖季节,每周有160,000只白纹伊蚊感染了三重细菌和辐射。后来,科学家们每周监测蚊子卵数量和成年雌蚊数量的变化情况。

正如科学家所预料的那样,控制效果非常可喜!两年来,在蚊子被释放的试验场所,与对照部位相比,野生蚊子的数量减少了约90%!

两个试验点的野生型成年雌蚊的平均数量减少了83%至94%,并且在长达6周内没有检测到蚊子

种群遗传分析表明,唯一剩下的蚊子可能已从研究区外的人类活动中迁移出来。

值得一提的是,蚊子数量的急剧减少也体现在岛上居民的直观感受上。在这两个岛屿上,蚊子的叮咬率分别下降了96.6%和88.7%!没有蚊子,感染蚊子传播的疾病自然不容易,这无疑是控制蚊子传播疾病传播的有力证据。

蚊虫叮咬率急剧下降,岛民对蚊子的支持率从试验前的13%上升到试验后的54%

为了阻止蚊子传播的各种疾病,科学家们一直在尝试各种方法。

例如,研究人员使用转基因真菌向蚊子安全释放毒素,使蚊子数量减少99%以上。这项研究也发表在《科学》杂志上。

该项目的灵感来自观察实验,其中真菌孢子可以落在昆虫表面,最终感染或杀死它的宿主。就效率而言,真菌孢子不是杀死蚊子的最佳方法。

在现实世界中,通常需要大量的孢子来达到预期的效果。鉴于此,研究人员正在努力增强一种叫做绿僵菌(Metarhizium Pingshaensei)的真菌的毒性。

据报道,这是携带疾病的蚊子的自然杀手,冈比亚按蚊和埃及伊蚊不是他们的对手。

基因工程,真菌可以表达来自北非沙漠蝎子和澳大利亚蓝山漏斗净蜘蛛的毒素。

以前的实验表明,真菌可以有效杀死目标蚊子,但更重要的是,真菌的感染能力极具针对性,但其他物种如蜜蜂则会丢失。

研究报告的共同作者Raymond St. Leger说:“这些真菌具有高选择性,它们知道昆虫的独特迹象,我们专门选择了蚊子菌株。”

当真菌检测到它附着在蚊子身上时,它会穿透并进入蚊子的角质层。更好的是,它不会对包括蜜蜂在内的其他昆虫造成麻烦或安全隐患。

据报道,这一轮研究选择在布基纳法索受疟疾影响的农村地区的户外控制环境中进行测试,研究人员建造了一个名为MosquitoSphere的大型筛查设施。

设施内部建有三个小屋,对应三种不同的模拟场景。其中一个小屋不含真菌,另一个小屋含有非工程真菌,第三个小屋含有基因工程真菌。

研究人员随后在每个舱内释放了1,000只成年雌性/500只成年雄性蚊子。在接下来的45天里,研究人员将每天计算昆虫的数量。

最后,转基因真菌小屋中只有13只成年蚊子幸存下来,显然低于种群繁殖所需的数量。相比之下,仍然有455只成年蚊子生活在非工程真菌小屋中,无真菌小屋的数量增加到1,396只。

该论文的第一作者Brain Lovett解释说,简单地将转基因真菌悬挂在研究区域的墙壁上会导致蚊子数量在45天内崩溃,这意味着它会杀死抗性蚊子。它与杀死抗药性蚊子具有相同的效果。

接下来,研究小组希望进一步在当地村庄或社区测试他们的转基因真菌。当然,在将这种新方法应用于开放环境(如村庄)之前,需要满足许多法规,研究人员表示,目前的研究结果有助于为这种开放式环境测试提供一些证据。

编辑:沉玉莎陈孙杰(实习生)

http://top.jymenglii.com.cn