【转】湖南农业大学科研团队发表IBMB：水稻天敌二化螟迎来“基因克星”！敲除1个基因，害虫雌雄难辨还绝育

“Doublesex knockout via CRISPR/Cas9 disrupts fertility and sexual dimorphism of wings in the rice stem borer, Chilo suppressalis”文章发表在《Insect Biochemistry and Molecular Biology》。该研究以重要农业害虫二化螟为对象，探究doublesex（dsx）基因在其性别决定、繁殖发育及性二态性中的作用，为害虫遗传防治提供理论依据。

主要研究结果

研究先克隆并鉴定出二化螟的dsx同源基因Csdsx，其长度1123bp，可通过性别特异性选择性剪接产生4种蛋白亚型，雌虫有3种（252、258、254个氨基酸），雄虫1种（290个氨基酸）。系统发育分析显示，Csdsx在鳞翅目昆虫中高度保守，含DMDNA结合结构域与DSX二聚化结构域，且在人HEK293T细胞中的迷你基因实验证实，雌虫特异性剪接模式是默认模式。

时空表达分析表明，Csdsx在二化螟各发育阶段均有表达，1龄幼虫期表达量最高，且具有组织特异性。幼虫中肠、蛹脂肪体及成虫胸部的表达量显著较高，推测其在代谢、生殖及翅发育中发挥作用。

通过CRISPR/Cas9技术敲除Csdsx基因，发现敲除个体出现明显表型异常。雌虫外生殖器畸形，翅pattern雄性化，卵巢发育不良、成熟卵母细胞数量减少72%，部分个体卵巢管数量异常；雄虫睾丸面积缩小，且突变群体性别比例失衡，雄虫存活率低，但并非由Z染色体剂量补偿异常导致。同时，敲除雌虫与野生型雄虫的交配行为完全受阻，可能与性信息素信号通路或神经调控异常相关。

RNA测序分析显示，Csdsx敲除导致雌虫性别偏向基因表达反转，雄性相关基因（如气味结合蛋白OBPs、信息素结合蛋白PBPs、胰蛋白酶）上调，雌性特异性基因（卵黄原蛋白、脂肪酸合成酶）下调，证实Csdsx在转录水平调控性别特异性基因表达，维持雌性表型与生殖功能。

研究总结

综上，Csdsx基因在二化螟生殖发育和性二态性中起关键作用，为基于基因驱动的二化螟遗传防治策略提供了靶点与理论基础。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.ibmb.2025.104356