《PNAS》：中科院在昆虫不育技术领域取得重大进展

2018年8月13日，中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所黄勇平课题组在PNAS上发表题为"Silkworm genetic sexing through W chromosome-linked, targeted gene integration"的文章，该文章的研究为家蚕遗传性别鉴定提供了一种有前景的方法，并为在其他昆虫物种中发展昆虫不育技术提供参考。

Significance

昆虫的性别是由遗传决定的，在不同物种间表现出高度的多样性。家蚕(Bombyx Mori)在鳞翅目昆虫中具有WZ/ZZ性染色体系统，雌蚕为异型配子。性别分离方法对于商业养蚕是至关重要的，遗传性别系统也可以作为害虫鳞翅目昆虫适应昆虫不育技术的基础。在这里，研究者结合运用类转录激活因子效应物核酸酶和CRISPR/Cas9技术描述了家蚕基于W染色体的遗传性别系统。培育具有普遍雌性特异性荧光的家蚕品系，便于遗传分类，或实现雌性特异性胚胎致死，为纯雄性饲养提供了一个利用基因组编辑工具靶向昆虫性染色体的成功范例，这将有助于未来害虫不育技术的发展。

Abstract

性别分离方法对于商业昆虫生产和昆虫不育技术中的遗传性别系统至关重要。将选择标记基因整合到性染色体中对于具有异配性别决定系统的昆虫特别有用。在这里，研究者使用转录激活因子样效应核酸酶（TALEN）介导的基因组编辑，将鳞翅目模型昆虫家蚕的W染色体中的荧光标记表达盒的靶向基因整合到随机扩增的多态性DNA（RAPD）标记区域中。该家蚕品系从胚胎阶段到成年阶段普遍显示出雌性特异性红色或绿色荧光。

此外，研究者结合了TALEN和聚集的规则间隙短回文重复序列（CRISPR）/ CRISPR相关蛋白9（Cas9）技术，开发了一种二元，雌性特异性胚胎致死系统。该系统包括一株由TALEN介导的W特异性Cas9基因表达，由家蚕生殖细胞特异性Nanos(NOS)启动子驱动；另一株具有U6来源的单导RNA(SgRNA)表达，靶向性突变体2(Tra2)，是家蚕胚胎发育所必需的基因。子代（F1）杂种在胚胎阶段呈现完全雌性特异性致死。

该研究为家蚕遗传性别鉴定提供了一种有前景的方法，并为在其他昆虫物种中发展昆虫不育技术提供参考，特别是在具有WZ / ZZ性染色体系统的鳞翅目害虫中。

图1

图2

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原文链接：Silkworm genetic sexing through W chromosome-linked, targeted gene integration