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羊城晚报:探访生物核技术“蚊子工厂”

更新时间: 2017/3/15 13:03:44 来源: 羊城晚报

 

 

广州有个世界最大的“蚊子工厂”能生产“绝育蚊子”,来大幅度降低传播登革热等疾病蚊子的数量。2016年7月羊城晚报记者探访这家神秘的工厂,发现他们已经进一步升级,不仅和联合国原子能机构合作,引入核技术提高“绝育”的效果,还将这项先进的生物技术向农业害虫方向拓展,“绝育蝇”也在研制之中。
 

 
 
 
道道风幕严格控制蚊子别想“越狱”
 
在广州科学城一座现代化的大楼中,从表面上看,绿色的格子间和普通的办公室没什么不同,但在穿戴上防菌外套和帽子,走进一扇门后,一切都大有不同。
“这里的邻居们知道我们在养蚊子,他们没意见,因为他们不会因此被蚊子咬得更多。”说这话的是蚊子工程的生产主管王晓华,他之所以能这么说,是因为层层隔离让人确实感觉到蚊子想要“越狱”是非常困难的——进入每一个车间或实验室前,都要先进入一个有两个门的小房间,门上都安装着强力风幕机,门一开风幕就会使劲吹,蚊子就不能穿越。当然,就算被这样的蚊子咬一口也没太大关系,因为它们比自然界的蚊子更洁净都不带有传播疾病。
 
 
全球首台生物核技术“蚊子X光机”
 
和此前一年多的工作相比(羊城晚报曾多次报道),“蚊子工厂”目前最大的变化就是多了一台特制的“X光机”,这台国际原子能机构和中国联合研制的机器是用来给蚊子进行“辐照筛选”的。
原来,工厂生产出的蚊子是雌雄混杂的,但野外释放时只能释放绝育了的雄蚊,不能释放雌蚊。“因为带菌雌蚊放出去,虽然产生的后代不能再传播疾病,但起不到绝育的作用,蚊子的数量不会减少。”王晓华说。据了解,释放绝育雄蚊的方式被称为“种群压制”,以让蚊子数量大幅减少为目的;释放带菌雌蚊的方式被称为“种群替换”,蚊子不会绝后,但以后出生的蚊子都不再有传播疾病的能力,整个种群会被替换掉。在澳大利亚应用的就是“种群替换”,而在广东试点用的则是“种群压制”。
 
目前“种群压制”技术最大的难点在于雌雄分离,已有的方法是通过物理筛选,但这种方法会有大约0.1%的雌蚊漏网。在国际原子能机构的技术支持下,今年3月这台X射线辐射仪投入使用,利用雄蚊比雌蚊对X射线耐受性略高的特性,通过特定的剂量辐射,采用核技术破坏雌蚊生殖腺,使可能带病雌蚊也永久绝育,有望把压制率提高到99%-100%。该仪器由国际原子能机构与奚志勇团队共同研发,是全球首台结合核技术与生物技术的X射线辐射机。
 
 
农业害虫也可生物“绝育”
 
在“蚊子工厂”里,两个特殊的实验室代表了他们新的研发方向——对稻飞虱和实蝇的生物绝育压制技术。据介绍,实蝇传播的植物疾病每年导致广东水果业损失高达几十亿元,而稻飞虱则是农业五大害虫之首,通过传播水稻疾病以及蛀茎产卵每年在中国造成上百亿元的损失,它们还常常迁飞到日本、东南亚等地,曾导致部分地区水稻绝收。而传统通过农药灭杀的方式效果很差,对人体和环境的破坏也很严重。
 
如今,奚志勇教授团队和南京农业大学等单位合作,开始研究将沃尔巴克氏体转入到这两种害虫体内,目前,稻飞虱经过一年多的努力,已经成功研制出了稳定共生的胚胎。如果成功达到伊蚊绝育的效果,未来这项技术为农业挽回的损失不可预估。

 
 

 

这些“人造蚊子”是哪里来的?

目前“蚊子工厂”每周生产绝育雄蚊约500万只,如此庞大的数量当初都是从一只“母体”繁衍而来。2011年前后,团队通过对上千只健康蚊子胚胎的注射,从中筛选了一只与沃尔巴克氏体达成稳定共生的胚胎,最后长成一只雌蚊。庞大的实验室带菌族群由此诞生。

 

这么多蚊子怎样饲养繁殖?

只有雌性蚊子在产卵前才需要吸一次血,所有的雄蚊和非产卵期的雌蚊都可以靠糖水生存。蚊子卵孵化成的幼虫孑孓用调制的饲料喂养。在“蚊子工厂”里,产卵前的雌蚊可以享用羊血。吸饱了血,蚊子就会去湿润的棉球上安心产卵了。

 

释放出去的蚊子会咬人吗?

能走出实验室的只有接种了“疫苗”的绝育雄蚊,而雄蚊是不会吸血咬人的。所有蚊子成年后,都要进行一次“性别筛选”——把蚊子们放进两片只有微小缝隙的玻璃板之间,由于雌蚊体积大,雄蚊体积小,用水冲刷后,雄蚊就会掉进缝隙底部而被筛选出来。

 

蚊子身上携带的生物菌会传染给人吗?

沃尔巴克氏体这种菌只在昆虫体内生存,无法在人体内生存。即便人工接种也不能存活。而在蚊子中,也只通过遗传下一代的方式传递,不会在蚊子间互相“传染”。即便是携带沃尔巴克氏体的雌蚊叮咬了人,由于沃尔巴克氏体的体积比雌蚊吸血的唾液管的内径要大,所以根本无法进到人体内。

 

如果这类蚊子种群灭绝了会影响生态吗?

自然界的蚊子种类超过3000种,传播登革热、寨卡等病菌的蚊子种类很单一,通过人为干涉很难大面积彻底灭绝,即便完全灭绝也不会破坏生物链。而且相比传统的农药灭杀等方式,对其他物种的伤害几乎没有。

 

引入核辐射的方式安全吗?

非常安全!国际原子能机构副总干事杨大助介绍,核技术除了用于人们熟知的核电核武器等领域,其实在农业、医学、水资源保护、环境保护等方面都已经有广泛应用。比如农业水稻育种采用的辐照育种方式,可以提高农作物抗病虫害的能力、提高产量甚至增强营养。辐照育种其实很安全,因为农作物品种其实不受任何干扰也会自然变异。

核技术还可以用来进行辐照消毒,对进口农产品进行消毒,把病虫害微生物杀死,预防国际传播,同时可以起到保鲜作用。比如芒果,保鲜期短,传统是用温水加热,但对味道影响大,辐照消毒效果更好。医学用品也适用辐照消毒。

其实辐照技术类似于X透视检查,不会有人体残留。只要控制好剂量做好防护,就能保证安全。

 

世界其他国家也采用过类似的技术吗?

南美洲的危地马拉、墨西哥、巴西等地都有大型工业化昆虫不育技术生产工厂,主要解决果蝇等农业害虫的防控工作。危地马拉和墨西哥每周可以生产30亿的绝育昆虫,每周都运到美国加利福尼亚州进行释放,已经持续了20多年。

 

什么时候才能在市区彻底灭蚊?

除了南沙和增城的实验释放区外,奚志勇团队准备下一步在增城进行试点。他希望在未来2-3年就可以逐步推广应用,最终目标是覆盖整个华南有人类居住的地区。他们已在和以色列一家专门进行飞机释放的公司洽谈合作,对方可以从高空很精确地将蚊子投入到指定的地区,而且蚊子可以存活得很好。

奚志勇介绍,之所以使用飞机释放的方式,是因为像广州这样的大城市,蚊子的滋生地非常隐蔽和复杂,常常在高层甚至顶楼,如果是传统的人工投放,很多地方无法覆盖,但空中释放则可以实现立体覆盖。目前飞机释放在国外已经有了很成功的先例,比如美国佛罗里达州和加利佛尼亚州每周都通过飞机释放来控制当地的害虫如地中海果蝇等,早期他们是通过飞机释放杀虫剂,但引起居民不满,因为污染很大,后来他们就改为投放绝育昆虫,从此再也没有抱怨,害虫也被很好地控制。

 

小知识

沃尔巴克氏体,是一种在自然界节肢动物体内广泛存在的、接近立克次体,并能经卵传递的革兰氏阴性胞内共生菌。它天然存在于全球约65%的昆虫种群和28%的蚊虫种类中,携带不同型别沃尔巴克氏体的雌雄昆虫交配后产生的卵不发育。

 

 

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