科学家针对全球作物害虫设计的基于CRISPR的杀虫技术

将基于CRISPR的技术应用于广泛的农业需求，科学家们开发了一种针对铃木果蝇的新技术，铃木是一种入侵果蝇，造成了数百万美元农作物的损失。这项技术用对果蝇的精确基因编辑取代了对杀虫剂的需求。这项进展发表在《GEN Biotechnology》杂志上。

　　

Nikolay Kandul、Omar Akbari和他们的同事于2019年首次在果蝇(一种常见的果蝇)身上展示了这种精确制导不育昆虫技术，简称pgSIT。这项后来应用于蚊子的技术，使用可编程CRISPR技术来编辑控制性别决定和生育能力的关键基因。在新的系统中，pgsit开发的昆虫卵被部署到一个目标群体中，只有不育的雄虫孵化，导致该物种的生育进入死路。

坎杜尔、阿克巴里和他们的同事现在已经将这项技术应用于铃木果蝇，这是一种入侵果蝇(也被称为斑点翼果蝇)，它给农作物造成了数百万美元的损失。这项进展发表在《GEN Biotechnology》杂志上。

“这是一个安全、进化稳定的系统，”生物科学学院细胞与发育生物学教授阿克巴里说。“此外，该系统不会导致不受控制的扩散，也不会在环境中持续存在——这两个重要的安全特性将有助于它获得使用批准。”

铃木蝇已经入侵了世界上许多地方，对包括苹果、樱桃、覆盆子、蓝莓、草莓、桃子、葡萄、橄榄和西红柿在内的几种作物造成了广泛的农业和经济损失。

众所周知，这种苍蝇通过在生长中的水果中产卵繁殖。它们是出了名的难以控制，因为它们的幼虫会消耗成熟的果肉，限制了杀虫剂喷洒的效果。据了解，一些苍蝇对杀虫剂产生了抗药性，由于对人类健康的威胁，杀虫剂中使用的许多化学物质现已被禁止。

pgSIT背后的概念可以追溯到20世纪30年代，当时农民们找到了将不育雄虫释放到作物中以减少虫害的方法。到本世纪中叶，美国农民开始使用辐射来消灭新世界螺旋蝇等害虫。

通过CRISPR技术，加州大学圣地亚哥分校的科学家们避免了有害辐射的需要，而是使用CRISPR编辑技术来专门针对对铃木丹雌性生存能力和雄性生育能力至关重要的基因。按照设想，pgSIT虫卵可以在工厂生产，然后在铃木丹等害虫入侵的地方释放。卵可以直接部署到苍蝇造成损害的地区，只有不育的雄蚊会在大约两周后孵化。由于只有两个基因被剔除，雄蜘蛛的健康状况足以与野生同类竞争，并迅速寻找雌性交配，导致后代无法存活。

阿克巴里说:“这项技术将取代对杀虫剂的需求，只会抑制目标物种的数量。”“在过去的四年里，我们为几个不同的物种开发了pgSIT。未来，我们希望将其作为一种平台技术，可以移植到各种害虫中，安全地解决现实世界中的问题。”

Agragene公司是Akbari共同创立的一家私人生物技术公司，已从UC Riverside获得pgSIT基地技术的授权(Akbari最初领导了该技术的开发)，并正在D. suzuki进行美国农业部管理的pgSIT田间试验。该公司希望这些试验将证明pgSIT的安全性和有效性，并导致监管部门批准该技术在农业上的广泛应用。

GEN生物技术论文的合著者:Nikolay Kandul、Junru Liu、Anna Buchman、Isaiah Shriner、Rodrigo Corder、Natalie Warsinger-Pepe、Ting Yang、Amarish Yadav、Maxwell Scott、John Marshall和Omar Akbari。

Journal Reference:

1. Nikolay P. Kandul, Junru Liu, Anna Buchman, Isaiah C. Shriner, Rodrigo M. Corder, Natalie Warsinger-Pepe, Ting Yang, Amarish K. Yadav, Maxwell J. Scott, John M. Marshall, Omar S. Akbari. Precision Guided Sterile Males Suppress Populations of an Invasive Crop Pest. GEN Biotechnology, 2022; 1 (4): 372 DOI: 10.1089/genbio.2022.0019

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University of California - San Diego. "CRISPR-based tech targets global crop pest: Designed to sterilize a fly species known to cause extensive crop damage, a new genetic technique replaces the need for harmful pesticides." ScienceDaily. ScienceDaily, 18 August 2022. <www.sciencedaily.com/releases/2022/08/220818102730.htm>.

University of California - San Diego. (2022, August 18). CRISPR-based tech targets global crop pest: Designed to sterilize a fly species known to cause extensive crop damage, a new genetic technique replaces the need for harmful pesticides. ScienceDaily. Retrieved August 18, 2022 from www.sciencedaily.com/releases/2022/08/220818102730.htm

University of California - San Diego. "CRISPR-based tech targets global crop pest: Designed to sterilize a fly species known to cause extensive crop damage, a new genetic technique replaces the need for harmful pesticides." ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2022/08/220818102730.htm (accessed August 18, 2022).