基因组所开发草地贪夜蛾遗传转化显性视觉标记

近日，基因组所农业昆虫基因组学创新团队在《国际生物大分子杂志（International Journal of Biological Macromolecules）》发表了题为”Characterization of five pigmentation genes as transgenic markers in Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae)（对草地贪夜蛾5个着色基因作为转基因标记的鉴定）”的研究论文，该论文通过基因编辑手段鉴定了草地贪夜蛾5个着色基因，为昆虫遗传转化操作提供重要的分子标记。

草地贪夜蛾自2018年底入侵我国以来，对玉米等粮食作物安全构成了严重威胁。目前主要的防治手段依然是施用化学农药，随着更加绿色环保的防治策略不断被开发验证，例如通过种群遗传调控技术开发转基因昆虫进行防控，然而对于非模式昆虫来说，开发转基因昆虫面临着许多困难，比如，需要克服包括基因插入，阳性筛选等难题。开发基于体色的分子筛选标记能极大的简化阳性个体的筛选效率，促进转基因昆虫的技术发展。

该研究鉴定了5个草地贪夜蛾着色相关基因（sfyellow-y, sfebony, sflaccase2,  sfscarlet, sfok），采用CRISPR-Cas9技术分别对其进行敲除，通过与野生型对比，发现sfyellow-y，sfebony，sflaccase2敲除品系的体色发生了明显改变，而sfscarlet敲除品系的复眼颜色有显著改变， sfok敲除品系则相对于野生型没有明显差异。同时还发现对sfyellow-y和sflaccase2的敲除造成了草地贪夜蛾显著的适合度代价，不利于转基因昆虫的开发，而Sfebony和Sfscarlet基因则更适合作为转基因昆虫的视觉标记基因。

图｜草地贪夜蛾着色基因敲除后体色与复眼颜色的表型差异

中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究助理程英，博士后王鹏为共同第一作者，萧玉涛研究员为通讯作者。该研究得到了深圳市自然科学基金和深圳市科技创新项目的资助。

原文链接： https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813023018755