研究可能导致“食人族”的权力

科学家们早就给一种以温血哺乳动物的活肉为食的可怕昆虫起了个名字:C. hominivorax，拉丁语为“人吃。”但现在，他们有寄生虫的数量。

在一个论文发表在本周在《通讯生物学》杂志上，来自美国各地及其他地区的研究人员描述了新世界螺旋虫基因组的组装和分析——一张包含5.34亿DNA碱基对的图谱。

马克斯·斯科特，昆虫学的北卡罗莱纳州立大学教授，是研究的主要作者。他说，研究不仅揭示了昆虫的生物学和进化，可以有针对性地开发比昆虫不育技术，现在保持昆虫了北美的更便宜的控制措施，它还可以识别基因光。

家畜，野生动物，宠物和人类的威胁

新世界螺旋虫原产于西半球，对牲畜、野生动物、宠物甚至人类都构成严重威胁。这种苍蝇在温血哺乳动物皮肤的伤口和其他开口产卵，一次最多可达400枚。

然后，苍蝇幼虫会钻进宿主的肉里，在大约5到7天的时间里，造成疼痛的损伤。其他寄生虫会以螺旋虫杀死的组织为食，如果不加以治疗，感染会导致宿主死亡。

每年，螺旋虫给南美和加勒比地区的农民造成数十亿美元的损失。

有效的，但成本高，控制

为了从北美根除这种害虫，一个国际昆虫控制项目在50年的时间里在美国、墨西哥和中美洲释放了数十亿不育的螺旋虫蝇。

美国和巴拿马之间的联合方案已经成功地通过创建在巴拿马和哥伦比亚之间的边境屏障返回停止了螺旋蝇。

苍蝇喜欢在岸上，所以程序巴拿马饱和与不育男性的峡部。大约有15万只不育screwworms每星期在划分两国雨林释放了飞机。野女screwworms只有在他们为期三周的一生交配一次，如果他们用无菌男性交配，他们不会有任何后代。

虽然该计划是有效的，但每天喂养数以百万计的螺旋虫幼虫是昂贵的。

降低成本

昆虫的生命周期包括四个阶段 - 胚胎，幼虫，蛹和成虫。斯科特说，生产这么多苍蝇的成本可以削减显著如果科学家能想出如何防止雌性后代全部或者保持女性从成熟超出了萌芽阶段。

斯科特和其他科学家先前开发的，其中女性在蛹期死亡screwworms的压力，但他说他们没有，他们需要在早期阶段停止发育女性的遗传信息。

“我们需要确定在胚胎中表达的基因，促使细胞死亡，并可能参与了性别决定基因的基因，”斯科特说。“我们认为这将是一个更容易的去，如果我们有一个全基因组组装和基因注释。

“在这个过程中，”他补充说，“我们与其他人合作，看看能否对这种苍蝇的生物学有所了解。”

国际队工出基因线索

斯科特与来自北卡罗来纳州立大学的生物信息学研究中心的科学家，以及在俄亥俄州，新墨西哥州，肯塔基州，马里兰州，得克萨斯州，巴西和巴拿马机构的研究密切合作。北卡罗来纳州队做了所有的DNA和RNA测序。

来自美国农业部设在德克萨斯州和巴拿马的农业研究局的科学家们领导了研究中使用的高度近亲繁殖的果蝇品种，国家人类基因组研究所的研究人员组装了基因组序列。

辛辛那提大学(University of Cincinnati)的乔什·伯努瓦(Josh Benoit)领导的研究人员对处于生命周期不同阶段的雄性和雌性螺旋虫的RNA序列进行了一项发育基因表达研究。

肯塔基大学的一个小组发现了与嗅觉和味觉有关的基因。来自巴西圣保罗São大学的科学家们发现了一些似乎进化迅速的基因，因此，这些基因在苍蝇作为专性寄生虫的进化中可能很重要——这种寄生虫在不利用宿主动物的情况下无法完成生命周期。

斯科特说，通过这项研究获得的知识和开发的基因工具已经产生了科学结果。在一项尚未发表的研究中，斯科特和其他人开发了新世界螺旋虫的品种，其中雌性螺旋虫不能在胚胎阶段存活。

“通过我们为螺旋蝇开发的CRISPR-Cas9基因编辑工具，我们现在很好地确定特定基因的screwworms寄生生活方式的重要性，”斯科特说。“我们现在也有基因鉴定，需要进行生产效率的遗传系统有害生物的抑制。”

摘要：基因组分析牲畜害虫，新世界螺旋蝇，找到潜在的目标基因控制程序

新世界螺旋虫蝇，Cochliomyia hominivorax是南美洲和加勒比地区牲畜的主要害虫。然而，该物种的基因组资源很少。一个534 Mb的基因组是由长读PacBio DNA测序从一个高度近交系的DNA。分子进化分析确定了40个可能处于积极选择下的基因。发育RNA-seq分析确定了与每个阶段相关的特定基因。我们识别并分析了可能对寄主寻找行为(化学感觉)、在温血动物开放性伤口中幼虫发育(热休克蛋白、免疫反应)以及为基因控制程序(包括基因驱动(性别决定、生殖系)构建转基因菌株很重要的基因表达。这项研究将为今后旨在了解螺旋虫寄生生活方式的实验提供基础，并极大地促进螺旋虫高效遗传控制系统菌株的未来发展。

作者：麦克斯韦·j·斯科特¹Joshua B. Benoit说²丽贝卡J.戴维斯¹塞缪尔·贝利²，维拉格瓦尔加²埃伦O.马丁森^3.保罗·v·希克纳(Paul V. Hickner)^4., Zainulabeuddin Syed^4.，吉赛尔·卡多佐A.^5.Tatiana T. Torres^5.马修·t·韦劳赫(Matthew T. Weirauch)说^6、7、8伊丽莎白·h·肖尔(Elizabeth H. Scholl)^9.亚当·m·菲利普^10.阿古斯丁萨赫尔^11.Vasquez,马里奥^11.,格拉迪斯Quintero^11.和史蒂文·r·斯柯达^12.

1. 昆虫与植病，北卡罗莱纳州立大学的系，校园盒7613，北卡罗来纳州，27695-7613
2. 美国辛辛那提大学，艺术和科学，生物科学系，美国辛辛那提McMicken学校，OH，45221
3. 新墨西哥大学生物学系，新墨西哥州阿尔伯克基87131
4. 昆虫学，肯塔基大学，列克星敦，40546部
5. São保罗大学遗传和进化生物学系，São保罗，巴西
6. 辛辛那提儿童医院医疗中心自身免疫基因组学和病因学中心，辛辛那提，OH 45229
7. 辛辛那提儿童医院医学中心生物医学信息学和发育生物学部门，俄亥俄州辛辛那提45229
8. 儿科，医学，辛辛那提大学辛辛那提大学，OH 45267
9. 生物信息学研究中心，北卡罗莱纳州立大学，校园盒7566，北卡罗来纳州，27695-7566
10. 基因组信息科，计算和统计基因组学分会，国家人类基因组研究所，贝塞斯达，MD 20892
11. USDA-ARS，研究螺旋蝇单位，帕科拉，巴拿马
12. USDA-ARS，蜱和咬蝇研究单位，Knipling-布什邦畜牧业昆虫研究实验室，2700弗雷德里克斯堡路，克尔维尔TX 78028

这篇文章是最初发表农业和生命科学学院新闻。