科技日報記者 雍黎
家蠶的性別首次實現逆轉。7月14日，記者從西南大學獲悉，該校童曉玲教授課題組最新研究通過基因編輯技術，成功實現家蠶從雌性向雄性的性別逆轉，這一突破不僅打破了昆蟲性別由染色體決定的固有模式，更為經濟昆蟲育種及害蟲生物防治開辟了新的技術路徑。研究論文近日在國際期刊《害蟲管理科學》發表。
據了解，家蠶作為重要的經濟昆蟲和新興模式生物，其雄蠶因抗逆性強、產絲質量高、料絲轉化率高而更受蠶絲產業青睞。因此，培育全雄蠶品種成為蠶業發展的重要期盼。以往研究對家蠶性別決定相關基因進行了探索，但未能實現家蠶的完全性別逆轉。
Bmdsx是控制家蠶“性別開關”的關鍵基因，該基因在雌蠶和雄蠶體內會產生不同“版本”的剪接變體（BmdsxF/BmdsxM），雌蠶會不折不扣使用Bmdsx上的E3和E4外顯子，發育為雌性特征；雄蠶則會跳過E3和E4發育為雄性特征。正是關于E3和E4的“舍”與“取”，決定了蠶寶寶最終是雌還是雄。
據童曉玲教授介紹，研究團隊聚焦控制性別的關鍵基因Bmdsx，巧妙地使用CRISPR/Cas9基因編輯技術，精準靶向Bmdsx基因的雌特異性外顯子剪接位點，通過誘導單堿基突變破壞剪接供體/受體位點，強制雌性個體跳過E3和E4外顯子，使雌蠶執行了雄性的發育指令。
經過基因編輯的雌性家蠶（性染色體為ZW型）在成蟲階段發生了轉變：原本7節的腹部變成了雄性特有的8節，長出了雄蠶才有的抱握器等生殖器官，甚至體內還發育出完整的精囊、輸精管，能產生和雄蠶一樣的精子。這一成果標志著家蠶性別控制技術取得重大突破，有望通過該技術培育更高產量和品質的品種，推動絲綢產業發展。
“這個技術不僅適用于家蠶。”童曉玲表示，研究發現，包括蚊子、棉鈴蟲和褐飛虱等在內的多種害蟲，其“性別開關”基因都有類似的拼接規則。在害蟲防治領域，相關成果也為開發新型害蟲控制策略提供了理論基礎，為農業生產的可持續發展提供有力保障。
