海南省地处热带,常年遭受多种病虫害严重危害。桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)是危害海南多种经济作物的主要果实蝇科害虫。海南大学热带农林学院植物保护学院昆虫分子生物学团队致力于探索和运用新技术新方法来开展昆虫生命现象的机理研究和害虫防治研究。该团队率先在海南省独立运用CRISPR技术对桔小实蝇基因组进行了编辑。
2018年12月19日,该团队以“Efficient somatic and germline genome engineering ofBactroceradorsalisby the CRISPR/Cas9 system”为题的研究型论文在Pest Management Science(中科院期刊大类分区I区)获得在线发表(doi: 10.1002/ps.5305)。论文通讯作者颜日辉。该论文获得海南省自然科学基金、海南省重点研发项目、农业部公益性项目、海南省重大科技项目等多项基金支持。
该研究通过体外合成与桔小实蝇基因组上序列对应的sgRNA,与体外合成的Cas9 mRNA混合然后显微注射到桔小实蝇胚胎,成功敲除决定眼睛颜色的白眼基因white,获得眼睛颜色为红白混杂的嵌合体成虫;通过遗传杂交方法获得了可遗传的桔小实蝇白眼品系。同时成功敲除性别决定关键基因transformer,获得了同时具有雌性和雄性特征的核型为XX染色体的嵌合体成虫,以及表现为雄性特征的具有完全的交配和繁殖能力的核型为XX染色体的假雄虫。
基因编辑在桔小实蝇中的成功,为进一步开展以CRISPR介导的遗传工程防治桔小实蝇和实蝇科害虫奠定了良好的前期技术基础。以CRISPR介导的遗传工程防治策略作为近年来出现的新型防治策略,具有研发成本低,防治成本极其低廉,防治效果特别突出,只针对靶标生物,对环境非常友好等诸多优点,有希望成为绿色防控的主要防治手段之一。
Mosaic eyes of G0 flies
Outer and internal reproductive organs of intersex individuals