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叹为观止的精巧设计!科学家巧施“美男计”,剿灭百毒不侵害虫

 徐德文科学频道 2020-02-14

随着人们对环境污染和滥用农药的担忧,所谓的有机蔬菜,或绿色蔬菜越来越受到家庭主妇们的青睐。然而你买到的有机蔬菜真的就是原生态的,没有污染,没有农药的残余吗?如果你是种过蔬菜的农民,或者了解害虫的危害,就会知道害虫的猖獗了,真要不用农药,靠人工捉虫种出大规模的蔬菜来,菜价恐怕比抗病毒期间某些无良超市翻了几番的还要翻几番。

不过最近,美国康奈尔大学农业和生命科学学院昆虫学教授安东尼·谢尔顿(Anthony Shelton)领导的一项研究,巧妙地利用转基因小菜蛾,逐步消灭了小菜蛾自己的族群。由于不再使用农药,也不直接对蔬菜进行转基因修饰,从而生产出完全“绿色”的“有机”蔬菜,对人类健康没任何影响,或将对农业生产产生巨大的影响。

小菜蛾在一些一年四季都可以种植农作物的地区,包括美洲、欧洲、亚洲、新西兰和东南亚都普遍存在。这是一种迁徙性的害虫,雌性每次产卵平均达220粒,视地域不同,每年可繁殖4到19代,繁殖率极高;可以挺过零下15度的严寒,也可以捱过35度的高温,顺利越过冬天和夏天;对大多数杀虫剂都产生了抗药性,极具破坏力,每年要造成卷心菜、西兰花、花椰菜和菜籽油等十字花科作物数十亿美元的损失。

为对付这种“百毒不侵”的害虫,研究人员和Oxitec公司设计了一种转基因小菜蛾。Oxitec公司是一家著名的昆虫生物控制系统研发公司,曾经通过释放基因改造的蚊子来减少携带疟疾或登革热病毒的蚊子而闻名。

研究人员为这些小菜蛾植入了一种被称之为“自我限制”的基因,可以让它们的雌性后代在孵化后不久就死亡,从而逐步减少雌性数量,最终让整个种群覆灭。

科学家们需要的是这种飞蛾的雄性后代,为此在生产这种飞蛾的时候,用四环素来暂时抑制这种基因,让雌性飞蛾也能生产,最终获得了大量的雄性转基因飞蛾。

科学家们用荧光物质对这些飞蛾进行标记后,将它们放飞到卷心菜田里,让它们和野生的雄性飞蛾一起竞争雌性飞蛾,让飞蛾产生的雌性后代在孵化后很快就死去。通过持续不断的投放,经过几代之后,就可让小菜蛾的雌性数量越来越少,而转基因的雄蛾由于没有雌性可以交配,最后也会完全消失,从而可以有针对性地、可持续地抑制害虫,而无需使用杀虫剂。

事实上从2013年到2015年,在佛罗里达州进行的一项实地实验中,Oxitec就释放了大约45万只转基因雄蚊,使蚊子的总体种群数量减少了约90%,并且没有发现对人类健康或环境有任何负面的影响。

不得不说,这看起来确实是一种抑制害虫的非常巧妙,非常有效的办法,可以促进有机蔬菜的大规模生产。除非这些飞蛾、蚊子的雌性足够聪明,可以认出转基因的雄性,为了种群的整体利益,让它们歇一边凉快去。

不过科学家们也指出,这项研究针对的只是一种害虫,农业方面还有很多害虫,所以对农业的影响还很小;另外对转基因昆虫的长期影响还缺乏研究,基因操纵是否会扰乱自然界的生态循环还是一个未知数。

这项研究发表在1月29日《生物工程与生物技术前沿》(Frontiers in Bioengineering and Biotechnology)杂志上。

论文:https://www./articles/10.3389/fbioe.2019.00482/full

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