科技日?qǐng)?bào)記者 雍黎

家蠶的性別首次實(shí)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)。7月14日，記者從西南大學(xué)獲悉，該校童曉玲教授課題組最新研究通過基因編輯技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)家蠶從雌性向雄性的性別逆轉(zhuǎn)，這一突破不僅打破了昆蟲性別由染色體決定的固有模式，更為經(jīng)濟(jì)昆蟲育種及害蟲生物防治開辟了新的技術(shù)路徑。研究論文近日在國(guó)際期刊《害蟲管理科學(xué)》發(fā)表。

據(jù)了解，家蠶作為重要的經(jīng)濟(jì)昆蟲和新興模式生物，其雄蠶因抗逆性強(qiáng)、產(chǎn)絲質(zhì)量高、料絲轉(zhuǎn)化率高而更受蠶絲產(chǎn)業(yè)青睞。因此，培育全雄蠶品種成為蠶業(yè)發(fā)展的重要期盼。以往研究對(duì)家蠶性別決定相關(guān)基因進(jìn)行了探索，但未能實(shí)現(xiàn)家蠶的完全性別逆轉(zhuǎn)。

Bmdsx是控制家蠶“性別開關(guān)”的關(guān)鍵基因，該基因在雌蠶和雄蠶體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生不同“版本”的剪接變體（BmdsxF/BmdsxM），雌蠶會(huì)不折不扣使用Bmdsx上的E3和E4外顯子，發(fā)育為雌性特征；雄蠶則會(huì)跳過E3和E4發(fā)育為雄性特征。正是關(guān)于E3和E4的“舍”與“取”，決定了蠶寶寶最終是雌還是雄。

據(jù)童曉玲教授介紹，研究團(tuán)隊(duì)聚焦控制性別的關(guān)鍵基因Bmdsx，巧妙地使用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)，精準(zhǔn)靶向Bmdsx基因的雌特異性外顯子剪接位點(diǎn)，通過誘導(dǎo)單堿基突變破壞剪接供體/受體位點(diǎn)，強(qiáng)制雌性個(gè)體跳過E3和E4外顯子，使雌蠶執(zhí)行了雄性的發(fā)育指令。

經(jīng)過基因編輯的雌性家蠶（性染色體為ZW型）在成蟲階段發(fā)生了轉(zhuǎn)變：原本7節(jié)的腹部變成了雄性特有的8節(jié)，長(zhǎng)出了雄蠶才有的抱握器等生殖器官，甚至體內(nèi)還發(fā)育出完整的精囊、輸精管，能產(chǎn)生和雄蠶一樣的精子。這一成果標(biāo)志著家蠶性別控制技術(shù)取得重大突破，有望通過該技術(shù)培育更高產(chǎn)量和品質(zhì)的品種，推動(dòng)絲綢產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

“這個(gè)技術(shù)不僅適用于家蠶。”童曉玲表示，研究發(fā)現(xiàn)，包括蚊子、棉鈴蟲和褐飛虱等在內(nèi)的多種害蟲，其“性別開關(guān)”基因都有類似的拼接規(guī)則。在害蟲防治領(lǐng)域，相關(guān)成果也為開發(fā)新型害蟲控制策略提供了理論基礎(chǔ)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。