【环球科学】杀光雌蚊，让蚊子种群崩溃！这次连无人机都出动了...环球科学2020-07-09 11:00:010阅( 二 )
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图5/6传统突变与运用基因驱动系统突变的传播示意图（引自Akbari等）在今年5月发表在《自然-生物技术》杂志上的最新研究成果中 ， Crisanti研究团队在上一策略的基础上 ， 设计出了性别扭转系统的升级版——具有雄性偏好的性别扭转基因驱动（sex-distorter gene drive ，简称SDGD）系统 。 该系统除了I-PpoI酶外 ， 还增加了与其相连的“基因剪刀”CRISPR/Cas9系统 ， 其能将SDGD系统被插入到常染色体上的保守基因序列中 。 因此 ， SDGD系统能随着繁殖被传递到后代中 。
相比于此前的研究 ， 该系统的厉害之处在于：SDGD系统能够使亲本产生的配子全部都携带该系统 ， 从而连续传递“雄性配子的X染色体被切割”这一性状 ， 使种群后代的性别比例迅速偏向雄性 。 经过改造的蚊子一代代繁衍 ， 可以使种群产生95%以上的雄性后代 。
在针对实验室种群的实验中 ， SDGD系统使得种群的性别比例逐渐偏向雄性 ， 根据计算机模型预测 ， 这些蚊子在10~14代左右就将会产生仅有雄性的种群 。 这最终会导致蚊子种群崩溃——个体大规模死亡 ， 种群数量迅速下降 。
尽管最新开发的基因驱动系统有望成为强大的灭蚊工具 ， 但尚未做好在广阔地区大规模释放的准备 ， 如何省时省力地将这些基因改造过的蚊子广泛地释放到野生环境中去呢？
无人机助力灭蚊
6月15日 ， 来自欧洲多国的科学家联合巴西Moscamed项目在《科学-机器人》杂志上发表了他们开发的一种用于释放基因改造后的成年不育雄性伊蚊的全自动释放系统 ， 该系统依托无人飞行器（Uncrewed aerial vehicle ，UAV） ， 即我们通常所说的无人机执行释放功能 。
为了不使释放的蚊子受到伤害 ， 科学家们设计了一款包括压实、冷却和输送功能的装置 ， 以允许每架无人机能堆叠足够数量的蚊子 ， 并控制释放流速防止对蚊子造成伤害 。 释放系统还包括摄像头和多种传感器 ， 以控制和监视设备及蚊子状态 。 研究团队甚至还开发了一个基于Android的应用程序 ， 以控制蚊子释放无人机的自主运行 ， 这确实使得释放的规划和开展高效了不少 。
研究人员在巴西的野外测试了无人机技术 。 测试结果显示 ， 相比于从地面释放的、大多都集中在一处的蚊子 ， 利用无人机在高空释放的蚊子能更多地分散到试验空间的各个区域 ， 而这些改造过的“不育”雄蚊扩散得越远 ， 意味着越多的蚊子种群走向灭绝 。 更引人注目的是 ， 通过设置特定参数 ， 无人机每公顷可以释放约5000只蚊子 ， 只需大约12分钟便可让蚊子覆盖20公顷 ， 而这一速度还可以提升 ， 相比之下的人力释放速度恐怕是望尘莫及了 。
也许在不久的将来 ， 制造蚊子性别比例失调系统的Andrea Crisanti团队会与发明无人机自动释放系统的研究人员展开合作 ， 齐心合力将疟疾及其他蚊媒疾病扼杀在传播的路上 。
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