Nature:廣州生物滅蚊成果上榜!

【字體: 時間:2019年07月23日 來源:生物通

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  在中國城市廣州的兩個島嶼上,研究人員幾乎消滅了世界上最具侵入性的蚊子種類 - 亞洲虎蚊(白紋伊蚊,本地俗稱花腳蚊)。

  

在中國城市廣州的兩個島嶼上,中山大學的研究人員幾乎消滅了世界上最具侵入性的蚊子種類 - 亞洲虎蚊(白紋伊蚊,本地俗稱花腳蚊)。

他們首次在田間試驗中結合使用兩種有前景的控制技術,將白紋伊蚊種群數量減少了94%。7月17日他們在《Nature》雜志上發表了文章,利用Wolbachia pipientis感染的雄蚊使得雌蚊無法繁殖下一代——Wolbachia pipientis是一種具有阻斷昆蟲繁殖和傳播致病病毒(如登革熱、寨卡病毒)能力的細菌。

華盛頓喬治敦大學的蚊子生態學家Peter Armbruster說,這是迄今為止最成功的白紋伊蚊根除試驗之一,他為該研究撰寫了一篇評論。他認為,這種方法與其他控制方法(如殺蟲劑)配合使用,雙重方法可能是一種非常強大的工具。


白紋伊蚊(Aedes albopictus

控制的問題

以前的研究表明,對大量雄性害蟲如螺旋蟲(Cochliomyia hominivorax)進行X射線處理,然后將其釋放到目標區域,可以減少野生害蟲種群的規模。但這對于控制蚊子來說是一種低效方法,因為即使受輻射的雄性仍能交配,只是不如未經輻射的雄蚊。

這里,研究人員用Wolbachia菌株組合感染實驗室蚊子——Wolbachia天然存在于幾種昆蟲物種中,包括白紋伊蚊。關鍵點是:當用某種Wolbachia菌株組合感染的雄性蚊子與攜帶不同感染菌株組合的野生雌性交配時,不能產生后代。

白紋伊蚊野生種群天然可被兩種Wolbachia菌株感染。研究人員用第三種Wolbachia菌株感染了野生蚊子,以產生攜帶有三種細菌變種的蚊子實驗室克隆。然后,該團隊將該菌落暴露于低水平的輻射,殺死雌性,但只是略微降低了雄性的交配能力。

但是,領導這項研究的中山大學熱帶病防治研究教育部重點實驗室主任奚志勇表示,至關重要的是:只有感染了這種特殊菌株組合的雄性蚊子會被釋放到野外。如果感染同樣菌株組合的雌性也被釋放,它們可以與攜帶相同Wolbachia組合的雄性交配并產生后代。他們的后代最終可能取代當地的蚊子種群,使未來依賴Wolbachia感染的控制嘗試更加困難。奚志勇教授也擔任中山大學-密歇根州立大學熱帶病蟲媒控制聯合研究中心主任。

為了防止這種情況發生,需要特定的設備根據蚊子的大小差異、機械地將大量蚊子中的雄性與雌性分開。但是,這個過程并不完善,所以工人們必須進行第二次手動篩查,以清除雌性蚊子。這是一項繁瑣且耗時的任務,限制了可以釋放的蚊子總數。所以Xi和他的團隊在想辦法著手解決這個問題。

規模的問題

在2016年和2017年的蚊子繁殖季節期間,研究人員每周每公頃在位于廣州河流中的兩個島嶼上的居民區釋放了超過160,000只蚊子——廣州是中國登革熱傳播率最高的城市。

他們希望這將極大地減少蚊子數量,因為雌蚊與感染改造的雄性交配——以及與不育的實驗室雌蚊交配的野生雄蚊 ——不會產生后代。該小組追蹤成年雌蚊的數量下降,因為雌蚊才咬人和傳播疾病。正如預期的那樣,2016年野生成年雌蚊的平均數量下降了83%,2017年下降了94%。

“這非常令人印象深刻,”列克星敦肯塔基大學醫學昆蟲學家斯蒂芬·多布森說,他是MosquitoMate的創始人,該公司將Wolbachia作為控制亞洲虎蚊的工具進行商業化。Dobson說,目前控制白紋伊蚊的策略 - 包括噴灑殺蟲劑和去除昆蟲產卵的充水容器 - 都是無效的。他補充說,這個物種在隱藏的地方產卵,這些地方難以監測,并且往往會產生對常見殺蟲劑的抵抗力。 “非常需要像本文所述的新工具,”他說。

但澳大利亞布里斯班QIMR Berghofer醫學研究所的分子生態學家GordanaRašić表示,要將技術擴展到大區域的的公共衛生戰略,是一項挑戰。Rašić說基于Wolbachia的方法是有前途的策略,她希望開發和測試這些工具將有助于減少蚊子傳播疾病的發生率。

原文檢索

Incompatible and sterile insect techniques combined eliminate mosquitoes

Nature | Published: 17 July 2019

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