基因驱动系统可以确保比正常的孟德尔分离更多地将理想性状传递给后代。成簇的规律散布回文重复序列 (CRISPR)/CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9) 介导的基因驱动系统已在双翅目昆虫物种中得到证实,包括果蝇和按蚊,但尚未在其他昆虫物种中得到证实。在这里,我们开发了一种单一的 CRISPR/Cas9 介导的基因驱动构建体,用于小菜蛾,一种对十字花科作物具有高度破坏性的鳞翅目害虫。该基因驱动构建体包含一个 Cas9 基因、一个标记基因 (EGFP) 和一个靶向表型标记基因 (Pxyellow) 的 gRNA 序列,并位点特异性地插入到小菜蛾基因组中。这种基于归巢的基因驱动将包含 Cas9 基因、gRNA 和 EGFP 基因及其启动子的片段约 12 kb 复制到目标位点。总体而言,由于同源定向修复 (HDR),基因驱动效率为 6.67% – 12.59%,由于非同源末端连接 (NHEJ),抗性等位基因形成率为 80.93% – 86.77%。此外,与来自雌性亲本的转基因后代相比,来自父本的转基因后代表现出更高的基因驱动效率。这项研究证明了 CRISPR/Cas9 介导的基因驱动构建体在小菜蛾中的可行性,可将所需的性状遗传给后代。这项研究的结果为开发一种有效的 CRISPR/Cas9 介导的基因驱动系统用于害虫防治奠定了基础。
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