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以寄生蜂的模式提出繁殖昆蟲的改良方法

2020/07/27 @國際

摘要

昆蟲的繁衍是否能夠如畜禽產業一般具有性統系規模?荷蘭瓦赫寧恩大學Xia科學家採用已有多種遺傳資訊的寄生蜂作為繁衍技術的測量標的,以淺顯易懂的外部翅膀特徵作為質量篩選標準,同時以基因篩選進行試驗,但其結果難以準確測量。Xia科學家製作昆蟲育種流程圖,便於未來昆蟲育種篩選的相關研究順利進展。

以寄生蜂的模式提出繁殖昆蟲的改良方法

  在園藝中,昆蟲作為蛋白質來源或控制害蟲已越來越普及。Shuwen Xia博士提出我們是否可像飼養牛一樣繁殖昆蟲?如果我們想對付溫室中蚜蟲的侵擾,我們該如何選擇或製造昆蟲來迅速控制不良的侵擾呢?此外,若我們希望蜜蜂不再對蜜蜂的寄生蟲—瓦蟎(Varroa destructor  mite)感到如此敏感,我們能繁殖抗瓦蟎的蜜蜂嗎?這些想法皆表示昆蟲的繁殖仍處於起步階段。Shuwen Xia博士因此進行了初步的研究,她在寄生蜂Nasonia vitripennis )測試了幾種繁殖技術,選擇Nasonia 的原因是由於以有許多關於此寄生蜂的遺傳資訊,因此使其適合作為測試繁殖技術的模式生物。該寄生蜂在藍瓶蒼蠅中產卵,因此也可用於生物害蟲防治【延伸閱讀】利用寄生蜂對椿象蟲害進行生物防治作業將有助於減少農藥用量

  遺傳學實驗室的研究員Bart Pannebakker表示飼養昆蟲是件不容易的事,首先,Nasonia 非常小,只有幾毫米長而已。若要從牛身上獲取DNA,只需採集血液樣本,而要從如此小的昆蟲獲得DNA則必須使用到整隻昆蟲,但就無法利用該個體進行繁殖。其次,它們繁殖速度很快,以至於必須在分析DNA前盡量早點決定使用哪隻昆蟲來繁殖。第三,目前尚無用於快速比較昆蟲的DNA晶片,現今仍必須大量消耗人力在定序儀中分別測定每種昆蟲的DNA。因此,Xia的研究方向不專注於複雜的昆蟲表徵,其只針對顯而易見的特徵—Nasonia 的翅膀大小。他比較了幾種不同的繁殖途徑,其中最簡單的是以質量做篩選手法。在繁殖出1,000隻的昆蟲中,挑選出最大翅膀的樣本,接著再利用這些樣本繼續繁殖後代,並再次挑選出最大翅膀的樣本。對許多昆蟲而言,這似乎是最明顯的繁殖手法。另外,經由比較一家族中約30隻昆蟲,得以篩選出變異種。Xia也測試了最先進的育種試驗方法—基因篩選。在篩選過程中,需掃描昆蟲整個基因組,並根據昆蟲有用的遺傳特徵為其賦予育種價值。此項技術在家畜育種中是非常成功的技術,特別是對於動物中難以測量的特徵。因此,利用該技術可從昆蟲中篩選出特定特徵,如蛋白質表現量或繁殖能力,而較早的育種技術則無法滿足此項需求。Xia也製作出育種流程圖,並表示其可提供昆蟲育種人員在不同的育種目標下使用何種方法,在多數情況下可使用質量篩選手法,而在特定情況下使用基因篩選相對較佳。

  Pannebakker表示這對於正在開發生物害蟲防治方法或用於牲畜和魚類飼料之繁殖昆蟲的公司是有用的資訊,但這項技術實際的應用仍需與瓦赫寧恩畜牧研究所共同努力開發。

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