炎炎夏日带来了高温，也带来了不胜其烦的蚊子，各位小伙伴有没有饱受其苦呢？其实，“雌蚊吃肉，雄蚊吃素”，只有雌蚊靠吸血产卵，而雌蚊带来的不仅只有噪音和瘙痒，根据世界卫生组织（WHO）的资料，以雌蚊为媒介传播的疾病每年造成的死亡人数超过万。这些疾病和病毒包括：疟疾、淋巴丝虫病、登革热、黄热病和寨卡病毒等。科学家长期以来一直在寻找能消灭蚊子的方法，传统的用药剂的方法很容易引起其抗药性，而昆虫不育技术是管理昆虫种群的有效遗传控制方法。至关重要的是要通过空气释放不育雄蚊，以确保均匀覆盖，尤其是在大面积区域。
法国蒙彼利埃大学的J.Bouyer（通讯作者）报告了一种由无人驾驶飞行器或无人机操作的全自动灭蚊系统。结果表明，释放的不育雄性能够与野生雄性竞争，与野生雌蚊交配，因此不育的雄性能够在天然雌性种群中诱发不育。由于需要较少的释放地点和现场工作人员，使用无人机实施“灭蚊”具备很高的可行性。相关研究以“Fieldperformanceofsterilemalemosquitoesreleasedfromanuncrewedaerialvehicle”为题在ScienceRobotics（Science子刊，于年12月创刊）发表。
所谓“不育技术”事实上，科学家们早就开始研究基因驱动引发的“不育技术”，伦敦帝国理工学院生命科学系首席科学家AndreaCrisanti教授便是其中的佼佼者之一，其团队一直致力于利用基因编辑技术对疟疾的传播载体—冈比亚按蚊（Anophelesgambiae）进行性别改造以减少该物种并消灭疟疾。近两年内其团队先后在国际顶级期刊NatureBiotechnology上发表两项重大研究进展如下（蚊子：多大仇，多大恨？这是咬了你几个包？）：在该研究中，AndreaCrisanti教授利用CRISPR-Cas9基因编辑技术编辑冈比亚按蚊体内在性别发育中起重要作用的doublesex基因。其中dsx-female（AgdsxF）和dsx-male（AgdsxM）分别控制着雌雄两种性别的分化。雌蚊会表达该基因的第5号外显子，而雄蚊则不会，对于雄蚊来说，这并不会带来什么影响。而对于雌蚊来说，一旦它们体内的两个doublesex基因都无法表达第5号外显子，就会让它们变得“不雄不雌”。这些蚊子既有雄性的特征，又有雌性的特征，也就是说它们不会叮咬人，也不会产卵。如下图1所示，这种基因传播在7-11代内达到％的流行率，在8-12代已经没有卵产生，种群彻底崩溃。
图1受编辑的基因传染曲线及蚊子产卵情况
继之前的研究，AndreaCrisanti教授继续针对doublesex基因做文章，设计了一种被称为“雄性偏向性畸变基因驱动器（male-biasedsex-distortergenedrive,SDGD）”的系统。通过在雄蚊精子生产过程中使用DNA切割酶破坏其X染色体，只有Y染色体可用于繁殖后代，同时利用CRISPR-Cas9基因编辑技术插入保守基因序列，因而蚊子繁殖出了更多的雄性后代，最终导致没有雌性。据预测doublesex基因处的SDGD导致从10-14代起仅存在雄性种群，如下图2所示，种群彻底崩溃且没有抗药性选择。
图2在常染色体中基因驱动性别扭曲的过程
无人机技术的加入在这项研究中，由J.Bouyer领衔的欧洲多国科学家与巴西科学家合作，在巴西茹阿泽鲁(Juazeiro)对雄蚊进行辐射，培育出不育率＞99%的雄蚊群体，在巴西进行无人机田间标记释放（MRR）研究之前进行了一年的实验室测试。蚊子的腿很脆弱，翅膀很细，因此科学家开发了一种压实，冷却和开发的输送系统以允许每次飞行堆叠足够数量的蚊子，以确保其完全固定并控制释放流速而不会造成伤害（图3）。该系统带有传感器和摄像头以控制和监视蚊子的释放，甚至还专门开发了一个基于Android的定制app，这些都使释放的计划和实施更加有效。图3无人机蚊子释放系统
结果显示，无人机系统用于空中释放蚊子将大大降低运营释放成本。从地面释放的成本估计为每公顷每周20美元，使用无人机可以将成本降低为每公顷每周估计1美元。此外，无人机释放效果更加均匀，释放不育雄性后，与不释放蚊子的相邻控制区域相比，释放区域中收集的不活卵的比例增加了50％以上。这表明释放的不育雄性能够与野生雄性竞争，与野生雌性交配，并转移其不育的精子，从而在本地雌性种群中产生不育。
文献信息Fieldperformanceofsterilemalemosquitoesreleasedfromanuncrewedaerialvehicle,ScienceRobotics,,DOI:10./scirobotics.aba
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