科学家让蚊子患上“绝育传染病”:我校参与的重大国际合作研究成果在Nature发表

2019-07-18来源:南农新闻-NJAU NEWS作者:龚君淘

用辐射等方法给昆虫做“不育手术”,并且能够影响到野生蚊子的生育能力,从而在野生蚊子种群传播“绝育传染病”。近年来,科研人员在中国广州的试验现场,用这种手段,将世界上最具侵略性的一种蚊子的种群“几乎完全消灭”。

7月18日,国际顶级学术期刊《Nature》在线发表了美国密歇根州立大学(MSU)为第一通讯单位、中山大学医学院为第一作者单位、我校植保学院昆虫学系洪晓月实验室等10家单位36位作者参与研究的长文(article),论文题目:Incompatible and sterile insect techniques combinedeliminatemosquitoes(应用生殖不亲和与辐射不育技术根除蚊虫)。论文的通讯作者是MSU奚志勇教授,他也是我校江苏特聘教授。

作为全球最据侵略性的入侵生物之一,白纹伊蚊是广泛分布在中国大陆和东南亚热带及亚热带的本地蚊种,同时也是登革热和寨卡病毒病的主要传播媒介,传统的化学消杀法对该蚊媒的控制效果不佳。奚志勇教授团队在广东省广州市南沙区和番禺区2个独立的岛开展了4年的现场研究(2014-2017),该研究结果显示基于共生菌沃尔巴克氏体的胞质不相容技术(IIT)结合基于辐射的昆虫育技术(SIT),可成功压制及清除岛上野生的白纹伊蚊种群。


作为区域性害虫控制的工具,基于辐射的昆虫不育技术(SIT)在全球许多国家已经成功地应用于控制多种农业害虫,但SIT对蚊媒控制一直受限于技术上的困难而不能投入应用。与SIT类似,基于沃尔巴克菌的胞质不相容技术(IIT)利用由母系遗传的内共生细菌沃尔巴克菌诱导胞质不相容性(CI),从而引起雌虫不育。在蚊媒控制中,IIT是一种可替代传统SIT的方法,然而IIT可能会因无意释放与雄虫携带相同沃尔巴克菌菌型的雌虫而使得种群压制效果受限。此项研究证明IIT-SIT相结合可以在野外现场基本清除白纹伊蚊的种群数量。为了进一步管控种群替换的风险和保证现场试验的生物安全,作者检测了用于释放的HC蚊株是否具有抑制虫媒病毒的能力,通过经口感染实验,发现HC雌蚊具有拮抗寨卡病毒和登革II病毒的能力,不仅如此,HC雌蚊还可以阻断寨卡病毒通过蚊媒的水平和垂直传播。

通过人工注射建立携带三种沃尔巴克菌的白纹伊蚊HC蚊株,经工业化大规模饲养至蛹期,雌雄分离后经低剂量射线辐射去除残存有生育能力的雌蚊,然后进行野外释放。经辐射的HC雌蚊完全绝育,无法在野外产生下一代,而对HC雄蚊的不育和交配竞争能力没有影响。经过2-3年持续释放HC雄蚊,在两个试验现场基本或接近清除了白纹伊蚊的种群数量。

该研究现场试验结果首次证明了IIT-SIT相结合技术应用于蚊媒区域性控制的可行性和未来建立无蚊媒病传播或无蚊骚扰的人类保护区的前景。我校植保学院洪晓月教授和其博士生龚君淘参与了这项历时5年的重大国际合作研究,是论文的合作作者。我校和MichiganStateUniversity发起的AsiaHub项目(2017-AH-04)参与了对本研究的资助。未来,科研人员还计划将该项技术在对付飞虱等农业领域扩展应用。

原文链接:https://rdcu.be/bKIXm

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