蚊子转基因和求爱歌曲

最近的一项研究显示了蚊子的破坏doublesex基因会影响雌性的求偶歌声。

蚊子的求偶和交配是在空中进行的。雄性蚊子成群结队地聚集在一起,在周围打转,吸引雌性蚊子信息素他们发出.但气味并不是求爱过程中唯一的感觉,声音也有作用。当一只雌虫飞进蜂群时,她会通过扇动翅膀的声音被发现,而雄虫则会通过phonotactic对翅膀拍打产生的特定声音频率的反应。然后,雄性和雌性会通过改变它们的翅膀拍子频率来相互协调,这是一种非常具体的相互协调形式。

触角雄性的头和触角冈比亚疟蚊。信贷Alexos Simoni,帝国理工学院。

蚊子的耳朵

翼拍在空气中产生振动,蚊子能听到,因为它们引起触角的振动。这些运动被位于鞭毛的耳朵捕捉到靠近天线基部的.蚊子的触角是由节组成的,第三节又被分成被称为鞭毛粒的部分。

Doublesex中断

按蚊中,冈比亚疟蚊,性别分化是由基因控制的doublesexAgdsx).

CRISPR / Cas9突变体一直在生产女性特有的异构体doublesexdsxF)基因被破坏。突变的女性是纯合子的中断等位基因具有双性表型和不育。当这些突变体被引入野生型蚊子的笼养种群时,种群最终崩溃。这一发现预示着它们在蚊子种群控制项目中的有用性dsxF突变体可能携带基因驱动。然而,为了评估潜在的传播dsxF等位基因,需要更多的实验来测试它们的适应性,特别是在求偶和与野生型交配方面。

这就是求爱歌曲的由来。

伦敦大学学院耳朵研究所的成员们开始测试由翅膀拍动产生的飞行音调,以及对这些音调的反应(趋声性)dsxF+/+dsxF+ /−dsxF−−/帝国理工学院生命科学系培育的变异蚊子。在实验中,温度被控制,机翼长度被用作尺寸的代理。

他们的实验回答了以下问题:

  • 不同基因型的雄蚊和雌蚊的飞行音调是否有差异?
  • 这三种基因型的男性和女性对声音刺激的反应是否不同?
  • 做了dsxF+/+雄性对三种雌性基因型所产生的飞行音调有不同的反应?

飞行的语气

每只蚊子被拴在钨丝上,安装在一个特制的笼子里,用来装一个粒子速度麦克风(实验细节)可以在这里看到).蚊子被刺激飞起来,麦克风的读数被记录下来。对不同飞行时段的翅拍频率进行了测定,并计算出其中位数,用于为每只蚊子分配飞行音调。

所有雄性的飞行音调都比雌性的高,但在雄性基因型之间没有显著差异。然而,女性组的飞行音调在剂量反应方式上有所不同dsxF−−/女性飞行音调明显高于其他女性组,但仍低于男性组。飞行的音调dsxF+/+突变体是最低的。

趋声性分析

成群的蚊子被关在单性别的笼子里,暴露在频率为100、400或700赫兹的纯音调下,每次一分钟。对接近声源的蚊子进行计数,以确定它们对哪种频率作出反应。

雌性蚊子对这些频率都没有反应,而所有基因型的雄性蚊子对400hz的音调反应最多,这与野生型的雌性蚊子最相似。此外,没有证据表明雄性的飞行行为受到dsxF−−/等位基因。

更具体的音调

最后,男dsxF+/+蚊子暴露在翅膀拍动的中间音调频率中dsxF+/+dsxF+ /−dsxF−−/观察野生型的雄性对这些雌性的反应。结果表明,野生型雌虫对飞行音调的反应最多,而野生型雌虫对飞行音调的反应最少dsxF−−/组。男性dsxF−−/蚊子对野生型雌性翅膀频率的反应也更大。因此,野生型和突变型雄性更喜欢野生型雌性发出的歌声,可能不太可能与突变型雌性交配。

未来

作为种群控制策略的一部分,释放雄性转基因蚊子是几个研究小组正在追求的目标。在实施这一策略之前,需要评估的许多因素之一是,释放的雄性与自然种群中的雄性成功竞争的可能性,即它们的生殖适合度。

由于这些雄性转基因株系的声学适合度似乎不受影响,雄性的听觉行为可以通过选择野生型和转基因混合群体中的野生型雌性来实现交配成功。由于纯合突变的雌性不育,吸引dsxF+/+雌性是非常有利的,可以让突变慢慢传播,导致种群崩溃。然而,野生群体的条件要比这些实验创造的环境复杂得多,其他因素也会在配偶选择中发挥作用,比如信息素的产生。显然,这是一个有希望的开始,在实验室和半野外条件下,对这些转基因株系的声学求偶和其他方面的全面调查是有必要的。

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