全球资讯：用性信息素诱骗害虫：新的工程植物可以取代杀虫剂

来源：cnBeta 　2023-04-13 11:49:45

位于诺里奇的厄勒姆研究所的研究人员利用精确的基因工程方法将烟草植物转化为生产飞蛾性信息素的太阳能工厂。重要的是，他们已经证明有能力有效控制这些分子的生产而不对植物的正常生长产生负面影响。

信息素是由生物体产生和释放的复杂化学物质，是一种交流手段。它们允许同一物种的成员发送信号，其中包括让其他人知道他们正在寻找异性。

(资料图片)

农民可以在他们的农作物中悬挂信息素散播器，模仿雌性昆虫的信号，诱捕或分散雄性昆虫的注意力，使其无法找到配偶。其中一些分子可以通过化学工艺生产，但化学合成通常很昂贵，而且会产生有毒的副产品。

领导这项新研究的Nicola Patron博士是厄勒姆研究所合成生物学小组的负责人，他利用尖端科学让植物生产这些有价值的天然产品。

合成生物学将工程原理应用于生命的组成部分--DNA。通过创建带有构建新分子指令的基因模块，帕特龙博士和她的小组可以将烟草等植物变成一个只需要阳光和水的工厂。

Patron博士说："合成生物学可以让我们对植物进行改造，让它们制造出更多已经生产的东西，或者我们可以提供遗传指令，让它们制造出新的生物分子，如药物或这些信息素。"

在这项最新工作中，该团队与瓦伦西亚植物分子和细胞生物学研究所的科学家合作，对一种烟草，即Nicotiana benthamiana进行工程设计，以生产飞蛾性信息素。同一种植物以前曾被设计用来生产埃博拉抗体，甚至是冠状病毒样颗粒，用于COVID-19疫苗。

该小组在实验室中构建了新的DNA序列来模仿飞蛾基因，并引入了一些分子开关来精确调节其表达，这有效地开启和关闭了制造过程。

新研究的一个重要组成部分是对信息素的生产进行微调的能力，因为胁迫植物不断制造这些分子有其缺点。

Patron博士解释说："随着我们效率的提高，太多的能量被从正常的生长和发展中转移出来。植物正在生产大量的信息素，但它们不能长得很大，这降低了我们生产线的能力。我们的新研究提供了一种以更微妙的方式调节基因表达的方法"。

在实验室里，该团队着手测试和完善对负责生产模仿蛾类性信息素的特定分子混合物的基因的控制，包括脐橙虫和棉铃虫蛾。

他们表明，硫酸铜可以用来精细地调整基因的活性，使他们能够控制基因表达的时间和水平。这一点特别重要，因为硫酸铜是一种廉价且容易获得的化合物，已经被批准用于农业。他们甚至能够仔细控制不同信息素成分的生产，使他们能够调整鸡尾酒以更好地适应特定的飞蛾物种。

"我们已经证明我们可以控制每个基因相对于其他基因的表达水平，"Patron博士说。"这使我们能够控制产品的比例。获得正确的配方对于飞蛾信息素来说特别重要，因为它们通常是由两到三个分子按特定比例混合而成。我们在西班牙的合作者现在正在提取植物制成的信息素，并在分配器中进行测试，以了解它们与雌性飞蛾相比的效果如何。"

该团队希望他们的工作将为常规地使用植物来生产广泛的有价值的天然产品铺平道路。

Patron博士说："使用植物的一个主要优势是，使用化学过程来构建复杂的分子可能要昂贵得多。植物已经产生了一系列有用的分子，所以我们能够使用最新的技术来调整和完善现有的机器。未来，我们可能会看到充满植物工厂的温室--为制造复杂分子提供一种更绿色、更便宜和更可持续的方式。"

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