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三重感染加辐射 中国科学家发现强力灭蚊新工具

时间:2019-09-07
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独特的方式,效果明显中国科学家发现了一种新的强大的灭蚊工具

经济日报中国经济网记者惠惠民

一直以来,蚊子是夏季最讨厌的害虫,吸血,传播疾病,很难被杀死。几天前,中国科学家发出了一个好消息:通过释放受辐射和共生细菌感染治疗的雄性蚊子,蚊子被用来控制蚊子,并且在实验区域中可以传播登革热和寨卡病毒的野生白纹伊蚊种群被移除。人们期待着它。

顶级学术期刊《自然》于7月18日发表了一篇论文,展示了一种强大的灭蚊新工具。中山大学 - 密歇根州立大学热带病与昆虫控制联合研究中心主任志志勇在广州的两个实验区发布了大量通过辐射加共生感染和蚊子治疗的雄性蚊子用蚊子治疗以达到实验区域。清除可传播登革热和寨卡病毒的野生白纹伊蚊种群。

这种新型灭蚊工具的原理是什么?它可靠吗?我什么时候可以投资大型应用程序?请参阅“经济日报”记者撰写的报告。

路线

灭蚊蚊子实际上是科学家试图对蚊子进行消毒。它们是绿色的,不需要杀虫剂,也不必担心蚊子会变得耐药。然而,蚊虫控制也有不同的技术路线。

一种是辐射方法。在20世纪50年代,科学家使用放射性辐射来治疗果蝇和螺旋藻等害虫的幼虫,然后选择那些不育的雄性大量飞行。野外的雌性不能与它们的交配产生后代。良好的防飞效果成功地抑制了害虫的种群规模。但是,这项技术可以解决苍蝇,但无法修复蚊子。对蚊子进行同样实验的科学家发现,受辐射的可育雄性蚊子减少了对野生动物的适应性,对野生雌性蚊子的吸引力严重下降。他们只是与野生雄性蚊子竞争。以消灭蚊子为目的。

另一种是感染方法。共生细菌Wolbachia生活在昆虫宿主的细胞中,并由母亲传递给下一代,并影响宿主的繁殖。科学家让雄性蚊子感染Wolbachia菌株并大量释放。这种感染不会降低雄性蚊子的交配竞争力,因此它可以与野生雌性蚊子交配以进行正常交配。然而,Wolbachia感染导致细胞质不相容,导致这些蚊子卵在胚胎发育的早期阶段死亡并且不能孵化蚊子幼虫。这实现了蚊子灭菌的目的。

值得一提的是,齐志勇是防蚊技术的先驱。 2005年,他建立了世界上第一个通过微胚注射转染蚊子载体中Wolbachia的技术,并作为第一作者在《科学》上发表了研究成果,从而引领了该领域的研究。 2009年,他和他的国际同行首次发现Wolbachia对登革热病毒具有直接抗性。

但感染方法也存在缺陷。 “细胞质不相容就像血型不匹配。雄性蚊子感染,雌性蚊子没有感染,没有下一代。雌性蚊子感染,下一代感染。但如果雌性蚊子携带相同的毒株,它们是下一代可以正常生产。因此,被释放的感染蚊子只能是雄性蚊子,女性蚊子不能被捕获,“志志勇说。

然而,在进行这种蚊子的大规模生产的“蚊子工厂”中,难以制造缺失的雌性蚊子。只要少量雌性蚊子通过网络,人口抑制的影响就会被破坏。 “只有通过这种方法,只有70%的人口可以被抑制。如果人口被清除,更多的雄性蚊子被释放,可能会有更多的雌性蚊子通过网络泄漏产生下一代,导致损失整个人口。“齐志勇说。

在广州,有世界上最大的“蚊子工厂”之一。一般而言,雌性和蚊子雄性的大规模机械分离是基于它们的大小的差异,这导致雌性蚊子感染率为约0.2%至0.5%,并且需要二次人工筛选以移除雌性。这种劳动密集型的人工筛查将极大地限制蚊子的生产,不能保证是万无一失的。

在这方面,齐志勇团队提出了一种结合感染和辐射的新方法:首先,他们建立了白纹伊蚊,携带三种Wolbachia。广东白纹伊蚊(Aedes albopictus)本身含有两株Wolbachia菌株。三重感染的好处如下:雄性和雌性野生蚊子释放的雄性不育蚊子被诱导消毒;二是大大抑制登革病毒和寨卡病毒,增强该技术的安全性。然后,他们对机械筛查的蚊子使用低剂量辐射,这使得雌蚊无菌,但只会轻微影响它们的交配竞争力。这可以取代人工筛选,大大提高生产力,实现更好的人口抑制。

事实上,蚊子不育的技术途径,一个是转基因的。但为什么不使用转基因技术呢?公众对转基因蚊子的接受程度很低。目前,世界上只有少数国家允许释放转基因蚊子,中国仍然不允许这样做。 “最关键的一点是,现有的转基因蚊子技术不具备我们的技术效果。”志智勇教授自豪地说。

有效的田间试验

感染和放射相结合后的实际防蚊效果是什么?

齐志勇团队在广州市疾病预防控制中心的支持下,进行了大规模的野外试验,取得了显着成效。广州市疾病预防控制中心副主任张周斌表示,他们于2012年开始合作,负责广州研究点的筛选,鉴定,监测和社区教育。真正结合这两项技术的灭蚊实验始于2014年。“我们正在广州市南沙区黄阁镇沙子岛和番禺区石Town镇大道沙村进行研究项目。”

沙子岛和大道沙村都是沙河岛中部的地形。它们相对孤立,可以更清楚地看到实验结果。在繁殖季节的高峰期,“蚊子工厂”每周产生500多万只雄性蚊子,试验场每周每公顷释放超过160,000只蚊子。

“经过实验,我们发现在2年内,我们可以达到消灭目标蚊子的效果。年平均抑制效果超过90%。”翟志勇说。

持续释放三至四代雄性蚊子可以根除蚊子种群,而野生释放需要外来蚊子的迁移和在自然界中存活1至2年的白纹伊蚊的储存。人口抑制效果可以在更长的时间内实现。

齐志勇说:“随着蚊子抑制效果的增强,社区对该技术的支持也显着增加。未来,我们希望将这项技术作为一种绿色环保的消灭蚊虫的手段推广。”

该实验还证实了该技术对寨卡病毒的抑制作用。广东省疾病预防控制中心副主任林立峰介绍说,2016年3月1日,广东省启动了一项抗击寨卡病的研究项目。经过研究,发现白纹伊蚊传播寨卡病毒,但在感染Wolbachia株的白纹伊蚊中,Wolbachia菌株抑制了寨卡病毒的增殖并抑制了它。寨卡病毒通过卵子到下一代蚊子的能力。

“白纹伊蚊可以传播什么样的疾病?这项技术将使我们能够预防相应的疾病。“林立峰说,他期待着该项目的不断研究和更广泛的应用。

“试验几乎从测试现场消除了一种无法控制的载体蚊子,这值得注意。”美国乔治城大学的George Aburst教授发表了同期评论《自然》:“他们的工作取得了实质性进展,并展示了预防蚊子传播疾病的潜在有力工具。”

申请需要多长时间

以这种方式杀死蚊子是否代价高昂? “目前,每公顷每年花费108至163美元,这与控制农业害虫的传统昆虫灭菌技术的成本非常接近。这是一个更可行的价格计划。“翟志勇说。此外,广州的“蚊子工厂”采用一代技术,每周生产500万只雄性蚊子; 2018年后,生产过程得到改善,现有第二代生产线的自动化程度大大提高,每周可生产1000万只雄性蚊子。

那么,该技术什么时候投入使用? “我们已经向农业和农村部批准申请并将其用作微生物农药。”齐志勇表示,该团队正在根据相关要求提交一系列数据。当技术获得批准并获得农药登记证书后,即可开展业务。应用。 “预计将在未来1至3年内投入使用。”

疾病控制部门会采用这种技术吗? “这一理论和技术对广东省的蚊虫控制非常有利。近年来,广东省的登革热疫情不断发生。由于没有疫苗和特效药物,只能通过控制蚊虫传播。现在的问题是,杀虫剂的使用经常导致对蚊子的抵抗,并且影响了预防和控制的效果。我们需要采用绿色,环保和有效的新技术,以及人工注射Wolbachia男性蚊子就是这样一种技术。林立峰说。

那么,该技术能否进一步优化? “目前,我们已开始研究该技术在城市登革热高危点控制中的应用。在实战中,我们有许多新的收获。“齐志勇说,城市环境比原来的沙子岛复杂得多。该团队正在研究该技术在两个代表性环境中的应用,即高层建筑和城市村庄。例如,无人机项目已经进行了一年多,无人机将能够适应城市村庄的复杂环境,并用于携带雄性蚊子。 “无论从种群抑制的影响,菌株对传染性病毒的抑制作用,还是其他各种指标,我们的技术目前都是最好的。”志志勇说。

三重感染加辐射!为了对蚊子进行消毒,科学家们已经真正打破了他们的心脏。人们应该受到保护,免受“蚊子”的侵害。

严惠民

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