在蜜蜂肠道中发现的基因改变细菌菌株似乎可以保护昆虫免受蜂群衰竭失调的两种主要原因——瓦螨和变形翼病毒(DWV)。德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员认为,他们最终可以扩大这种细菌的生产规模,以帮助保护荨麻疹。该研究的第一作者肖恩·伦纳德(Sean Leonard)解释说:“这是第一次有人通过基因改造蜜蜂的微生物群来改善蜜蜂的健康状况。”
研究人员调整了一种细菌来针对病毒,另一种细菌来针对螨虫。这种细菌被设计成在蜜蜂体内诱导RNA干扰免疫反应,阻止DWV感染,并通过靶向寄生虫必需基因的表达来杀死瓦螨。接下来,他们在实验室环境中向数百只蜜蜂喷洒含有改性细菌的糖水溶液,昆虫在互相梳理时以这种溶液为食。
与对照组蜜蜂相比,用针对病毒的细菌治疗过的蜜蜂存活到第10天的可能性高出36.5%。另一组感染了瓦螨的蜜蜂,如果用针对螨虫的细菌治疗,它们的死亡率比对照组低70%。
该研究的作者总结道:“我们已经证明,微生物组工程可以增强对病原体的抵抗力,这是为人类和蜜蜂提出的一种策略。”他们指出,转基因细菌逃到野外并感染其他昆虫的风险“非常低”,因为使用的细菌是高度专门化的,只能生活在蜜蜂肠道中,不能在肠道外存活很长时间。这些细菌对一种只袭击蜜蜂的病毒也有保护作用。
莉娜Wilfert他是德国乌尔姆大学的进化生态学家,没有参与这项研究,他同意解决瓦罗亚和DWV对改善蜜蜂和野生蜜蜂的健康很重要。她将这项研究描述为“非常令人兴奋”,因为它们展示了研究蜜蜂遗传学的新途径,可能是控制瓦螨和DWV感染的新方法。她补充说,防止栖息地丧失和杀虫剂等非生物压力源对保护蜜蜂种群也至关重要。
威尔弗特说,当蜜蜂垂直地从蜂巢配偶那里获得微生物群时,测试这种影响在几代之间是否稳定将是很重要的。她指出,这种病毒或螨虫可能会迅速进化出抗药性,或者这些转基因细菌可能会传播给具有非常相似肠道微生物群的野生蜜蜂物种。
奎因McFrederick加州大学河滨分校(University of California-Riverside)的一位昆虫学家同意这种细菌可能是宿主特异性的,因为蜜蜂和大黄蜂微生物之间的实验转移通常会失败。然而,他警告说,需要更多的测试来确保这些工程微生物留在它们的宿主体内,而不会转移到其他昆虫身上。
参考文献
S P伦纳德等,科学, 2020,367, 573 (doi:10.1126 / science.aax9039)
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