核技術(shù)可以用來滅蚊?
聽上去似乎不相關(guān)的二者,在中山大學團隊的科研成果下產(chǎn)生了“強相關(guān)”,該團隊成功將核技術(shù)用在“消滅”蚊子,并獲得了國際原子能機構(gòu)的高度認可,相關(guān)論文發(fā)表在Nature。
據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,“每年蚊媒傳染病造成死亡人數(shù)超過70萬”,由中山大學組建的中國國家原子能機構(gòu)核技術(shù)(昆蟲不育)研發(fā)中心(以下簡稱“研發(fā)中心”)在實驗室通過射線輻照,實現(xiàn)了對雄蚊的“不育”,這里的射線輻照是核技術(shù)的應用之一。
隨后,研究人員將這些經(jīng)過輻射后的“不育”雄蚊釋放到野外,在它們與野生雌蚊進行交配后,這些雌蚊沒有子代,從而降低了蚊媒病發(fā)病率。
相關(guān)論文
“與傳統(tǒng)蟲媒防治方法相比,這種做法不會產(chǎn)生化學污染,殺蚊選擇性強,不禍及其他有益生物或害蟲天敵,并且不會有誘導蚊子產(chǎn)生抗藥性,防治效果持久,是目前唯一有可能在一個區(qū)域內(nèi)根除特定蚊蟲、達到控制疾病傳播目的現(xiàn)代生物防治技術(shù),”研發(fā)中心主任吳忠道在接受媒體采訪時表示。
在這項技術(shù)之前,基于輻射的昆蟲不育技術(shù)(SIT)已成功抑制了幾種害蟲物種的野外種群,但其對蚊媒控制的影響仍然有限。
不育昆蟲技術(shù)(SIT)和不相容昆蟲技術(shù)(IIT)充當“蚊子節(jié)育”以減少媒介種群
而相關(guān)的不相容昆蟲技術(shù)(IIT)使用由母系遺傳的內(nèi)共生細菌沃爾巴克氏體從而達到絕育的效果。這是很有前途的替代方法,但同時也有一個問題,用這種方法很可能會導致感染沃爾巴克氏體的雄性與未感染雌性交配所得合子(卵)無法發(fā)育。
該團隊首次部署了SIT和IIT聯(lián)合的方法(IIT-SIT),能夠幾乎消除世界上最具侵入性的蚊子物種白紋伊蚊的野外種群。數(shù)以百萬計的工廠飼養(yǎng)的成年雄蚊帶有人工三重沃爾巴克氏體感染被釋放,事先對釋放的蚊子進行蛹輻照,以防止意外釋放的三重感染雌性在野外成功繁殖。這一成功的現(xiàn)場試驗證明,在大面積范圍內(nèi)應用IIT-SIT組合控制蚊媒的可行性。
“我們利用中山大學的學科交叉優(yōu)勢,通過醫(yī)學、生物學與核物理學的多學科交叉與跨學科領(lǐng)域合作,爭取在不育蚊大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)和高效分離雄蚊的生產(chǎn)工藝等方面有重大突破,并建立成熟的絕育雄蚊標準化生產(chǎn)體系,為蚊媒病防控提供關(guān)鍵技術(shù)支撐?!眳侵业勒f。
雄蚊的釋放的野外地點、釋放時間表和幼蟲抑制釋放
而在此之前,中山大學就曾與國際在昆蟲不育技術(shù)方面展開過合作。2020年,國際原子能機構(gòu)邀請到中山大學中山醫(yī)學院副教授、研發(fā)中心特聘研究員張東京到南非約翰內(nèi)斯堡國家傳染病中心,以指導和支持當?shù)乩ハx不育技術(shù)的應用。
熒光原位雜交(FISH),顯示卵巢中的沃爾巴克氏體分布和密度
“南非當?shù)氐闹饕_是按蚊,也叫瘧蚊,是瘧疾的傳播媒介。當?shù)囟啻伪┌l(fā)瘧疾疫情,死亡率較高。他們應用昆蟲不育技術(shù)遇到難題,而我們的研究和應用在全球都處于領(lǐng)先地位,可以提供支持。如果當?shù)啬軌驊贸晒?,對降低瘧疾發(fā)病率將起到重要的示范作用。”張東京說。
之后,張東京對絕育蚊大規(guī)模生產(chǎn)如何優(yōu)化及質(zhì)量控制,在野外數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析方面提供了英文研究報告,并根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況,為其后續(xù)的發(fā)展提供建議,相關(guān)資料提交至國際原子能機構(gòu),并反饋給了當?shù)亍?/p>
此外,為將研發(fā)中心的關(guān)鍵技術(shù)進一步產(chǎn)業(yè)化應用,中山大學于2020年12月建成并投產(chǎn)成立“蚊子工廠”,這是一家國有投資為主體的蚊媒防控技術(shù)產(chǎn)學研運營公司一一廣州中大核昆生物技術(shù)有限公司,地點落戶在東莞中山大學研究院。
中山大學表示,“未來,‘蚊子工廠將建成為亞洲地區(qū)絕育蚊大生產(chǎn)基地,預計生產(chǎn)車間產(chǎn)能達4000萬~5000萬雄蚊/周,以提供足夠的絕育蚊蟲。計劃在粵港澳大灣區(qū)建立3個~4個滅蚊示范點,并將在海外設立培訓基地。”(綜合整理報道)(編輯/多洛米)