孟山都的计划能拯救蜜蜂吗?

2014-10-30 10:42 | 作者: 苏珊·杨 | 标签: 孟山都的计划

养蜂人们正绝望地和蜂群崩溃综合症(colony collapse disorder)战斗。蜂群崩溃综合症是一种复杂的疾病,杀死了大量蜜蜂,也可能最终会对人类造成重大影响。因为大量人类消费的食物是依靠蜜蜂传粉的。

RNA分子也许能成为对抗寄生虫的新武器。这些RNA可以扰乱寄生虫的基因表达,杀死寄生虫。孟山都和其他公司正在开发通过这种方法杀死寄生虫(以蜜蜂为食的螨虫)的分子。

如果这种杀手分子被证实有效,并获得监管部门的许可,将会给养蜂人提供一个喘息的机会。过去几年,蜂群以惊人的速度死亡,这种现象有很多原因。

当养蜂人在与营养不良、杀虫剂、病毒和蜂巢中其他问题斗争时,他们还面对一个非常普遍的问题:瓦螨(Varroa mite)。瓦螨是一种节肢动物,吸食发育中的蜜蜂幼虫的血液。

“蜂箱能在很多不利因素的猛攻下存活下来,但却无法抵御瓦螨的攻击,”苏格兰阿伯丁大学(University of Aberdeen)的分子生物学家阿兰·鲍曼(Alan Bowman)说,他正研究通过基因沉默的方法控制害虫。

瓦螨会阻碍蜜蜂幼虫的发育,传播病毒,还会通过感染增加蜜蜂感染病毒后的死亡率。“蜜蜂即使携带了病毒也能正常生存,但是被瓦螨寄生以后,病毒会变得致命,”鲍曼说。当瓦螨开始入侵蜂箱后,如果养蜂人不采取积极措施控制病情,整个蜂箱的蜜蜂会在两到四年内全部死亡。

养蜂人可以使用针对螨虫的杀虫剂,但是“杀螨剂的种类很有限,所以一直存在螨虫对其产生抗性的担忧,”汤姆·林德勒(Tom Rinderer)说。他在美国农业部研究服务院(U.S. Department of Agriculture Research Service)领导蜜蜂遗传学研究。

而且,新的杀螨剂很难研制,一个原因是螨虫和蜜蜂在生物进化树上位置相近。“因为螨虫和蜜蜂相对较近的亲缘关系,化学公司很难开发出杀虫剂。”鲍曼说。

RNA干扰技术应该可以更精准,更有效地杀死螨虫。植物和动物在天然防御病毒的过程中产生RNA干扰,还可以应对可能进入自己基因组的危险DNA片段。

根据核苷酸序列,干扰RNA可以发出信号,摧毁特定的基因产物,所以它提供了物种特性的自我摧毁信号。最近几年,生物学家已经开始研究利用这一过程关闭人体中的有害基因,控制农业作物上的害虫。控制农业动物寄生虫也许会是这一技术的新应用。

2011年,孟山都这家生产杀虫剂和转基因种子的公司收购了以色列公司Beeologics。Beeologics当时已经发明了一种只要给蜜蜂喂糖水就能应用的RNA干扰技术。只要合理设计干扰RNA的序列,这项技术对蜜蜂幼虫无害。但是当害虫摄入干扰RNA会启动自我毁灭信号。

RNA干扰技术不会遗传给下一代。“它的效果很短:这不是转基因技术,”鲍曼说。

孟山都表示,通过对螨虫十分重要的基因,已经鉴定出几种可供研究的自我摧毁启动器。“繁殖基因、产卵基因,或者仅仅是管家基因都可以成为很好的标靶,只要它们和蜜蜂的序列有足够明显的差异。”孟山都的研究人员格莱格·海克(Greg Heck)说。

鲍曼表示,RNA干扰的优美支出在于它的特异性——双链RNA中的和核苷酸必须和标靶基因产物准确对应,这样才能让基因沉默出现。研究人员已经测序了蜜蜂的全基因组和螨虫的部分基因组,所以找到理想标靶的工作不会太困难,海克说。

其他公司也在研究RNA干扰技术,作为保护蜜蜂不受螨虫侵害的方法。蜜蜂健康公司Vita位于伦敦城外。这家公司最近和鲍曼所在的阿伯丁大学,以及英国国家蜜蜂单位(U.K.’s National Bee Unit)合作,研发自己的基因沉默技术。

蜜蜂专家看到了这项技术的前景。“现在还没获得很大的成功,但是概念已经得到了验证,”林德勒说。他所在的美国农业部研究团队正在用一种经典的遗传方法对抗瓦螨:找到并培育出更加抗害虫的蜜蜂种类,有时候仅仅因为有些蜜蜂幼虫能在感染螨虫的蜂房里存活下来。

也许局部RNA干扰的特异性和精确性可以应用于其他农业问题,包括让已对孟山都除草剂产生抗性的杂草再次对除草剂敏感,海克说。

接下里的主要挑战是管理机构对基因沉默技术反应的不确定性。“所有想要使用双链RNA技术的人都在等待观望管理机构的许可范围,”鲍曼说。“这项技术还没有先例。”

来源:techreviewchina.com

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