一只全球独家的模式生物

CRISPR基因剪切技术成功创造了一只红眼金小蜂

　　

金小蜂（Jewel Wasp）一种典型的寄生蜂，不仅是重要的昆虫天敌资源，还是理想的模式生物。金小蜂不只是消灭棉田中的红铃虫，还消灭森林里和蔬菜地里的各种螟虫的幼虫、甚至还能控制惹人厌的蟑螂。据科学家验证，1公顷土地上，只要放十万只金小蜂，就可以把害虫基本消灭。

 

《Science Report》报道，来自加州大学河滨分校的Akbari研究团队创造了一个全新的金小蜂品种——全球唯一的红眼金小蜂突变品系。

 

这种品系的金小蜂将有助于科学家们开展其他有关金小蜂的生物学研究。例如，金小蜂如何运用“自私遗传因子”控制后代的性别等。

 

“杀死雌性胚胎，只创造雄性后代，没人知道雄性金小蜂的自私遗传因子是如何操控后代性别的，”昆虫学家Omar Akbari说。“为了了解金小蜂的这种能力，我们需要研究父系性别比（paternal sex ratio，PSR）的染色体组，通过突变特定区域的PSR染色体来筛选关键基因。”

 

利用CRISPR技术，根据需求向生物体内注入RNA和蛋白质，从而寻找、剪切、和突变特定的DNA片段，极大地方便了研究人员检查DNA的受干扰情况。

 

了解昆虫的生物学特性，能帮助人类寻找控制虫灾或昆虫传播疾病（如疟疾）的对策。

 

目标是远大的，但是首先要克服一个障碍——如何在寄生昆虫们如此微小的组织上进行CRISPR基因改造工程。这是一项从没有人做过的实验。“由于金小蜂通常喜欢把卵产在绿头苍蝇的蛹内，为了改造金小蜂卵首先要剥离苍蝇卵，这对实验人员来说不仅是项极高的挑战，还是一项超级繁琐的工作。”

 

不仅如此，在成功将金小蜂卵剥离出来后，科学家们要将突变DNA注入金小蜂卵内，然后将其放回苍蝇卵！

 

Akbri课题组选择先将金小蜂的黑眼基因沉默。 “在实验之前，我们想要一种表型可见且基因型已知的基因，因此眼睛色素沉着基因是一个很好的选择，”Akabri说。“大红眼会是个非常直观的表型。”

 

说起来容易，但是过程需要极度精湛的手艺。Akbari说：“我们不得不用一种极其精细的针头，在显微镜下注射成百上千个胚胎，经过千锤百炼，我们终于研制出具体的DNA剪切操作标准，利用该标准成功地构建了可遗传型转基因金小蜂。”

 

 “虽然这是一项具有挑战的工作，但是它具有可重复性和易学性。通过反复训练，再加上一双平稳的手和一颗耐心，你就可以掌握它。李明是我们组的一名博后，他已经熟练地掌握了这项技术。”

 

这株红眼金小蜂会留在实验室继续传宗接代。由于红眼和黑眼是一对等位基因，这种能够稳定遗传并显而易见的品系对生物学家来说是一笔重要的资源。

 

原文标题：Generation of heritable germline mutations in the jewel wasp Nasonia vitripennis using CRISPR/Cas9