[发明专利]一种培育雄性不育库蚊的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种培育雄性不育库蚊的方法，以用作防蚊措施。

背景技术

一种发明用于控制昆虫种群的方法被称为“昆虫不育技术”或SIT，该方法一直被视为有效的、具有种属特异性并且环保的害虫种群控制方法。SIT法可通过辐射或不育剂培育雄性不育昆虫，将其释放至自然栖息地，雄性不育昆虫将在自然栖息地本能地寻找雌性进行交配。当长期释放出大量的不育雄性时，可能导致自然昆虫种群崩溃，甚至灭绝^1-3。

使用SIT法的一个例子是，人们利用该方法已经成功消灭了美国南方各州、墨西哥和中美洲各国的新大陆螺旋蝇(Cochliomyia hominivorax)⁴。

由SIT法培育的昆虫需要接受雌雄鉴别，以排除雌性个体；这是因为，如果释放包含不育雌性的大量昆虫，他们将会寻找血餐，并且可能传播疾病(对于蚊子)或造成水果腐败(对于苍蝇)⁵。

然而以物理方式区分种群中的雄性昆虫非常费力；此外，这样做会导致小型昆虫受伤，例如蚊子(未公布数据)。蚕采用另一种方法进行性别鉴定，易位染色体片段连接在性染色体上为不同卵色进行编码的基因上，但蚊子体内不存在这样的标记^6-7。

与野生雄性相比，通过辐射或化学药剂产生的突变体通常伴随有雄性交配竞争力显著下降，这可能会导致涉及释放雄蚊的控制策略失效。此刻社会最关心的是，昆虫遗传修饰技术还不够先进，不足以替代SIT法。这是因为通过繁殖交配进入野生蚊子体内的转基因可能导致意外后果。一旦发生这种情况，弥补不良后果变得非常困难，甚至是不可能逆转的⁵。

很多SIT试验都曾经释放过蚊子。在这些情况下，虽然这些方案不足以在非隔离区域产生效果，但一般能够观察到对产卵不育性和野生种群密度的适度影响。这种失效是由于三个主要因素导致的：(1)由于缺少性别鉴定，产生的雄性数量不足以用于释放；(2)雄性健康状况下降和(3)外来种群进入释放区域；在继续进行新的SIT试验之前，急需解决这些问题⁵。

在缅甸，人们利用沃尔巴克氏体-诱导的致倦库蚊细胞质不亲和性(CI)对SIT进行了改进。当被沃尔巴克氏体感染的雄性与被另一种沃尔巴克氏体菌株感染的雌性或未受感染的雌性交配时，发生CI(双向CI)。这个项目使用经过CI绝育的雄性蚊子，可以快速灭绝致倦库蚊⁸的隔离种群。虽然这似乎是进行病媒生物控制的有效方法，但在实施大规模释放计划之前清除大量雌性个体的成本高昂。此外，如果在没有非隔离区域没有足够的雄性可供释放，当然控制计划会失败。

O Neill提供了一种方法，可以使没有以自然方式获得沃尔巴克氏体的蚊子感染新的沃尔巴克氏体⁹。此方法包括在蚊子细胞株中培养沃尔巴克氏体并将其注入蚊子胚胎的步骤。据称这种新的转染方法能够保护宿主免受病原体感染同时还能改变宿主的一些生物学特性。为了在病媒生物控制中实施此方法，发明者需要将雌性蚊子释放到自然栖息地，因为沃尔巴克氏体仅通过生殖传播。

Dobson提出了一种将新的沃尔巴克氏体转染至蚊子体内的微注射方法，通过胚胎细胞质转移，从宿主转移至非宿主物种¹⁰。该方法使用CI作为控蚊工具，将感染沃尔巴克氏体的雄性蚊子释放至尚未以自然方式感染沃尔巴克氏体的蚊子种群。该方法需要在释放之前以机械方式分离雌性蚊子。

Asburner等公开了转化带有外源DNA的昆虫物种的方法¹¹。这些方法为生产转基因物种提供了新的途径。

DeVault等^12,13发明了一种两段式方法，对SIT流程进行了改进；通过稳定插入雌性特异性启动子以表达致死基因，对昆虫的性别进行区分。该方法可以成功地杀死雌性并获得全部是雄性的种群。然后可以通过辐射或化学处理对雄性进行绝育，并释放到环境中。然而，通过辐射或化学处理对雄性进行绝育可能导致雄性健康状况显著下降，这意味着需要释放比简单模型所预测数量多得多的雄性。蚊子群体中的50％是雌性；与能够产生100％雄性的方法相比，该方法设计用于杀死雌性以获得50％的雄性。