家蚕研究在重庆取得新突破。7月15日,记者从西南大学获悉,该校资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室、农业农村部蚕桑生物学与遗传育种重点实验室童晓玲教授课题组首次通过基因编辑技术,成功实现了家蚕从雌性向雄性的性别逆转。这一突破不仅打破了昆虫性别由染色体决定的固有模式,更为经济昆虫育种及害虫生物防治开辟了新的技术路径。相关研究成果理论阐述日前在《害虫管理科学》杂志上发表。
“家蚕作为重要的经济昆虫和新兴模式生物,其雄蚕因抗逆性强、产丝质量高、料丝转化率高而更受蚕丝产业青睐,因此,培育全雄蚕品种成为蚕业发展的重要期盼。”童晓玲介绍,以往研究对家蚕性别决定相关基因进行了探索,但都未能实现家蚕的完全性别逆转。
课题组在研究中发现,Bmdsx是控制家蚕“性别开关”的关键基因,该基因在雌蚕和雄蚕体内会产生不同“版本”的剪接变体——雌蚕会不折不扣使用Bmdsx上的E3和E4外显子,发育为雌性特征;雄蚕则会跳过E3和E4发育为雄性特征。
童晓玲介绍,研究团队聚焦控制Bmdsx,使用基因编辑技术精准靶向Bmdsx基因的雌性特异性外显子剪接位点,通过诱导单碱基突变,破坏剪接供体和受体位点,强制雌性个体跳过E3和E4外显子,使雌蚕执行了雄性的发育指令。
经过基因编辑的雌性家蚕在成虫阶段发生了惊人转变:原本7节的腹部变成了雄性特有的8节,长出了雄蚕才有的抱握器等生殖器官,甚至体内还发育出完整的精囊、输精管,能产生和雄蚕一样的精子。这一成果标志着家蚕性别控制技术取得了重大突破。

▲研究论文截图
“这个技术不仅适用于家蚕。”童晓玲表示,研究发现,包括蚊子、棉铃虫和褐飞虱等在内的多种害虫,其“性别开关”基因都有类似的拼接规则。业内专家表示,这意味着本项研究中的技术可能适用于很多昆虫,在未来不仅能为批量培育优质雄蚕提供技术支持,还能为操控害虫性别、减少虫害提供支撑。