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孤雌生殖竹节虫的开创性基因组编辑
竹节虫 Medauroidea extradentata 的孤雌生殖生命周期为转基因品系的产生提供了独特的优势，因为原则上在第一代就可以实现同源且稳定的转基因品系。然而，到目前为止，用于操纵其基因的遗传工具尚未开发出来。在这里，我们成功地实施了 CRISPR/Cas9 技术来修改竹节虫 Medauroidea extradentata 的基因组。作为概念验证，我们针对参与眼色素沉着的 ommochrome 途径的两个基因（朱砂和白色，分别为第二和第一外显子）以产生敲除 (KO) 突变体。产卵后 24 小时内进行微注射，重点关注单细胞（和单倍体）发育阶段。产生的 KO 导致朱砂和白色的眼睛和角质层颜色表型不同。纯合朱砂突变体的眼睛和表皮呈现淡色色素沉着，而纯合白色 KO 导致发育中的胚胎完全无色素表型。总之，我们表明 CRISPR/Cas9 可以成功应用于 M. extradentata 的基因组，从而产生表型不同且可存活的动物。现在可以使用这种遗传工具箱，利用孤雌生殖非模式生物创建稳定的转基因品系。
利用 CRISPR/Cas9 高效修饰玻璃翅神枪手 Homalodisca vitripennis (Germar) 基因组
CRISPR/Cas9 技术可将遗传技术扩展到以前无法进行遗传分析的昆虫害虫。我们报告了在玻璃翅尖足猎蝽 (GWSS) Homalodisca vitripennis 中建立遗传分析的结果，该昆虫是加利福尼亚州农业中一种重要的叶蝉害虫。我们使用一种新颖而简单的方法，在宿主植物上进行原位胚胎显微注射，获得了超过 55% 的朱砂和白色眼色素位点的高频率诱变。通过配对交配，我们获得了 100% 的 w 和 cn 等位基因到 G3 代的传递，并且还确定了这两个基因都位于常染色体上。我们对翅膀表型的分析意外地发现了蝶啶色素参与了翅膀和翅脉着色，表明这些色素的作用不仅限于眼睛颜色。我们利用扩增子测序来检查注射卵对成虫造成的脱靶诱变程度，结果发现脱靶诱变程度可以忽略不计或根本不存在。我们的数据表明，GWSS 可以轻松开发为半翅目昆虫的遗传模型系统，从而能够研究有助于入侵害虫和植物病原体载体成功的特征。这将促进新的遗传控制策略。