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我国科学家发现强力灭蚊新工具

| 2020-09-29

新一代每周生产3000万沃尔巴克氏体的幼虫车间。 (资料图片)

奚志勇教授(前排中)与合作伙伴在“蚊子工厂”手持即将释放的带菌雄蚊。 (资料图片)

  一直以来,蚊子都是夏天最讨厌的害虫,吸人血,传播疾病,还很难被杀灭。日前,我国科学家传来好消息:通过放飞经过辐射加共生菌感染双重手段处理的雄蚊,以蚊治蚊,清除了实验区域内可传播登革热、寨卡病毒的野生白纹伊蚊种群,让人期待。

  顶级学术期刊《自然》7月18日发表一篇论文,展现了一种强有力的灭蚊新工具。中山大学—密歇根州立大学热带病虫媒控制联合研究中心主任奚志勇团队在广州两个实验区域,放飞大量经过辐射加共生菌感染双重手段处理的雄蚊,以蚊治蚊,实现了对实验区域内可传播登革热、寨卡病毒的野生白纹伊蚊种群的清除。

  这种灭蚊新工具是什么原理?靠谱吗?什么时候能投入大规模应用?请看经济日报记者采写的报道。

  以蚊治蚊的两条路线

  以蚊治蚊其实就是科学家们想尽办法给蚊群绝育,它绿色环保,无需杀虫药,也不用担心蚊子产生抗药性。但以蚊治蚊也有不同的技术路线。

  一种是辐射法。上世纪50年代,科学家们使用放射性辐照去处理果蝇和螺旋锥蝇等害虫的幼虫,然后选出那些不育的雄虫大量放飞,野外的雌虫与它们交配就无法产生后代,收到良好灭蝇效果,成功压制了害虫的种群规模。然而,这个技术能搞定蝇类,却不能搞定蚊子。科学家们在蚊子身上做同样实验时发现,被辐射过的不育雄蚊子们,对野外生活的适应力下降了,对野生雌蚊子的吸引力更是严重下降,根本竞争不过野生雄蚊子,达不到消灭蚊群的目的。

  另一种是感染法。共生菌沃尔巴克氏菌生活在昆虫宿主的细胞中,经母亲传给下一代,并影响宿主的繁殖。科学家们让雄蚊子感染一种沃尔巴克氏体菌株,再大量放飞。这种感染不会降低雄蚊子的交配竞争力,因此可以与野生雌蚊子实现正常交配产卵。但沃尔巴克氏体感染会导致胞质不相容性,令这些蚊卵在胚胎发育早期死亡,不能孵出蚊子幼虫。这样就达到了给蚊群绝育的目的。

  值得一提的是,奚志勇正是该灭蚊技术首创者。2005年,他在全球首次建立以显微胚胎注射法在蚊媒中转染沃尔巴克氏体的技术,并以第一作者身份在《科学》上发表该研究成果,引发了该领域的研究热潮;2009年,他与国际同行同时首次发现沃尔巴克氏体可直接抗登革热病毒。

  但感染法也存在缺陷。“胞质不相容性,就好像血型不配对。雄蚊感染,雌蚊不感染,就没有下一代。雌蚊感染,下一代就感染。但如果雌蚊雄蚊都携带同种菌株,他们就能正常产生下一代。因此,放飞的被感染蚊子只能是雄蚊,不能夹有雌蚊。”奚志勇说。

  然而,在大规模生产这种带菌蚊子的“蚊子工厂”中,要做到没有一只漏网雌蚊,很难。而只要有少量雌蚊漏网,种群压制的效果就会被破坏。“仅用这种方法,只能达到70%的种群压制。如果追求种群清除,放飞更多雄蚊,可能会有更多漏网的感染雌蚊产生下一代,导致整个种群压制效果的失去。”奚志勇说。

  在广州,有一个世界最大规模的“蚊子工厂”。一般来讲,大规模机械分离蚊子的雌蛹和雄蛹,只是依据其大小差异,这会带来大约0.2%至0.5%的雌蚊感染率,还需要二次人工筛选去除掉雌蛹。这种劳动密集的人工筛选会限制蚊子产量,并且不能保证万无一失。

  对此,奚志勇团队想出了把感染法和辐射法结合起来的新办法:首先,他们建立了携带3种沃尔巴克氏菌株的白纹伊蚊。广东的野生白纹伊蚊,本身即天然含有两种沃尔巴克氏体菌株。而三重感染的好处,一是通过放飞的感染雄蚊与野生雌蚊交配诱导其绝育;二是可以极大抑制登革热病毒和寨卡病毒,增强技术的安全性。然后,他们对机械筛选过的蚊蛹采用低剂量辐射,这可使雌蚊不育,但只会轻微影响其交配竞争力。这样就可以取代人工筛选,极大提高了产能,并获得更好的种群压制效果。

  其实给蚊子做不育的技术路线,还有一种是转基因。但为什么不用转基因技术呢?转基因蚊的大众接受度低,目前世界上仅有极少数国家允许释放转基因蚊,中国仍不允许。“最关键一点,现有的转基因蚊技术没有我们的技术效果好。”奚志勇教授自豪地说。

  效果卓著的实地试验

  感染法和辐射法结合起来后,实际灭蚊效果如何?

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