基因编辑技术在昆虫中的研究与应用

作者：邱雨浩; 贾豫; 倪建泉^*; 王冰^*; 王桂荣

来源：昆虫学报, 2022, 65(02): 246-256.

DOI：10.16380/j.kcxb.2022.02.013

• 基因功能
• 基因编辑技术
• 锌指核酸酶
• 类转录激活因子效应物核酸酶
• 成簇规律间隔短回文重复序列及其关联蛋白9

基因编辑技术的发展对于昆虫生长发育和生殖等生理功能的研究以及行为调控机制的解析具有重要的意义。本文介绍了基因编辑技术的发展历程，阐述了锌指核酸酶(zinc finger nuclease, ZFN)技术、类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease, TALEN)技术以及成簇规律间隔短回文重复序列及其关联蛋白9[clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated (Cas) protein 9, CRISPR/Cas9]介导的基因定点编辑技术的原理。在模式生物果蝇Drosophila中，三代基因编辑技术不断升级优化，具有编辑效率高、稳定传代和易于筛选等优势，有助于揭示细胞生物学、发育生物学和神经生物学等多个领域关键信号通路的作用机制；在医学媒介昆虫蚊子中，CRISPR/Cas9系统介导的基因编辑技术在降低蚊虫抗药性、控制蚊虫种群数量和蚊媒疾病传播等方面具有重要研究价值；在农业害虫研究中，利用基因编辑技术能够实现多种信号通路中关键分子靶标的体内功能研究，为害虫治理提供新思路；在有益昆虫的研究中，基因编辑技术主要应用于家蚕Bombyx mori性别调控、抗病毒和提高蚕丝质量等方面。最后本文对基因编辑技术在昆虫研究中的发展做出如下几点展望：(1)优化基因编辑系统以提高编辑效率；(2)开发新型基因调控工具；(3)构建转基因昆虫品系，以期为昆虫基因功能的解析、经济性昆虫的改良、重大害虫的防治等研究提供借鉴与参考。

• 单位
  清华大学; 中国农业科学院植物保护研究所; 植物病虫害生物学国家重点实验室