西南大学童晓玲教授课题组通过基因编辑技术,成功实现了家蚕从雌性向雄性的性别逆转,相关研究成果已发表在国际期刊《害虫管理科学》上。具体情况如下:研究背景:家蚕是重要的经济昆虫,雄蚕因抗逆性强、产丝质量高、料丝转化率高而更受蚕丝产业青睐,培育全雄蚕品种是蚕业发展的重要期盼。以往对家蚕性别决定相关基因的研究,未能实现家蚕的完全性别逆转。作用机制:Bmdsx是控制家蚕“性别开关”的关键基因。该基因在雌蚕和雄蚕体内会产生不同的剪接变体,雌蚕会使用Bmdsx上的E3和E4外显子,发育为雌性特征;而雄蚕则会跳过E3和E4,发育为雄性特征。研究团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,精准靶向该基因的雌特异性外显子剪接位点,通过诱导单碱基突变破坏剪接供体/受体位点,强制雌性个体跳过E3和E4外显子,使雌蚕执行雄性的发育指令。实验结果:经过基因编辑的雌性家蚕在成虫阶段发生了明显转变,腹部体节数由雌性的7节变为雄性的8节,长出了抱握器等雄性特有的生殖器官,体内还发育出完整的精囊、输精管,能产生和雄蚕一样的精子。研究意义:这一成果打破了昆虫性别由染色体决定的固有模式,标志着家蚕性别控制技术取得重大突破。不仅有望用于培育更高产量和品质的家蚕品种,推动丝绸产业发展,还为害虫生物防治开辟了新的技术路径。因为蚊子、棉铃虫和褐飞虱等多种害虫的“性别开关”基因都有类似的拼接规则,该技术未来可能用于操控这些害虫的性别,减少虫害。
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