贵州大学昆虫所桂顺华副教授团队：首次在大蜡螟中成功应用CRISPR/Cas9基因编辑技术

【背景意义】

大蜡螟Galleria mellonella俗称巢虫、绵虫、隧道虫，是中华蜜蜂的严重敌害；同时也是一种可降解聚乙烯塑料（Polyethylene, PE）的资源昆虫；此外，大蜡螟还被广泛用做评价微生物病原体毒力和抗菌药物疗效的昆虫模型。CRISPR/Cas9基因编辑技术在改善资源昆虫育种和发展农业害虫高效治理技术方面发挥着至关重要的作用，尽管基因编辑技术在多种鳞翅目昆虫的应用中取得了重要进展，然而，在大蜡螟中尚未有成功应用此技术的报道。因此，贵州大学桂顺华副教授团队开展了大蜡螟的CRISPR/Cas9基因编辑工作。

【研究内容】

本研究借助一个标记基因ebony，首次在大蜡螟中建立CRISPR/Cas9基因编辑技术流程，主要包括5个阶段（图1）：

I. 收集新鲜的卵（<60min）；

Ⅱ. 将卵排列在双面胶上（<20min）；

Ⅲ. 显微注射（<40min），注射后的卵在26℃下培养；

Ⅳ. 幼虫孵化后将其转移至人工饲料上，并在35℃下培养；

Ⅴ. 筛选突变体。

本研究成功沉默大蜡螟ebony基因并通过杂交获得纯合突变体，结果发现敲除ebony导致大蜡螟幼虫、蛹和成虫黑色素沉积（图2）。此外，我们还发现ebony基因突变可使大蜡螟卵的孵化率显著降低。研究结果表明该靶基因可作为大蜡螟基因工程中可视的遗传标记，为基因驱动等后续应用打下基础。

图1 大蜡螟CRISPR/Cas9基因编辑技术流程

图2 大蜡螟ebony基因突变表型

【作者团队及基金支持介绍】

贵州大学昆虫研究所博士研究生罗丽林为论文第一作者，贵州大学昆虫研究所桂顺华副教授、乙天慈教授及贵州科学院生物研究所刘曼研究员为共同通讯作者。硕士生郭珍平、博士生冯嘉伟参与了部分工作；贵州大学昆虫研究所的Guy Smagghe教授和刘同先教授也对本研究做出了重要贡献。该研究得到了贵州省科技计划项目（黔科合支撑[2023]一般477，黔科合基础[2022]一般051）和贵州大学自然科学专项（特岗）科研基金（贵大特岗合字（2021）22号）等项目的资助。

【原文信息】

Luo, L.L., Gui, S.H., Guo, Z.P., Feng, J.W., Smagghe, G., Liu, T.X., Liu, M., & Yi, T.C. (2024). Efficient CRISPR/Cas9-mediated ebony gene editing in the greater wax moth Galleria mellonella. Insect Science. DOI 10.1111/1744-7917.13427

（撰稿：桂顺华；审核：常志敏）