基于 CRISPR 的基因驱动架构用于控制农业害虫

项目概况

我们正在使用数学模型来确定基于 CRISPR-Cas9 的基因驱动系统的理想策略，以控制导致全球粮食生产重大损失的农作物害虫。

的出现 CRISPR-Cas9 技术大大提高了便利性基因组编辑。这种技术的一个潜在应用是工程化基因驱动能够传播理想的系统基因进入人群和/或抑制人群。该技术的初步应用已在控制蚊子及其传播疾病的背景下进行了讨论；然而，该技术广泛适用于有性繁殖的世代时间短的物种，包括农业害虫。每年有 10-16% 的全球潜在粮食产量因害虫而损失。因此，基因驱动技术的农业应用可以通过增强粮食安全和减少对环境破坏性杀虫剂的依赖来提供显着的社会效益。

我们的实验室在开发基因驱动系统数学模型以控制蚊子种群及其传播的疾病方面拥有丰富的经验。该项目的目标是利用这一专业知识，将其应用于具有重要农业意义的害虫物种。我们已经确定了该技术可能适用的多种作物害虫：i) 铃木果蝇，一种世界性害虫，在成熟阶段侵染水果； ii) 地中海果蝇，一种原产于地中海的世界性害虫，侵染多种水果； iii) 粉红铃虫，一种世界上大多数棉花种植区的入侵害虫； iv) 亚洲柑橘木虱，柑橘黄龙病的载体病毒存在于亚洲和美国南部。对于这些物种中的每一个，我们将使用数学模型来确定基于 CRISPR-Cas9 的最佳基因驱动架构，这些架构可以成功控制其农业影响，同时通过在发生负面后果或不良后果时从环境中修复它们的能力来确保生物安全。公众舆论的变化。

使用 CRISPR 操纵野生种群的命运

Raban R、Marshall JM、Hay BA 和 Akbari OS。

(2023)

分裂驱动到全驱动元件的遗传转换

Terradas G、Bennett J、Li Z、Marshall JM 和 Bier E。 自然通讯

(2023)

探索全球基因驱动项目注册的价值

Taitingfong RI，Triplett C，Vásquez VN ... Marshall JM，Montague M，Morrison AC，Opesen CC，Phelan R，Piaggio A，Quemada H，Rudenko L，Sawadogo N，Smith R，Tuten H，Ullah A，Vorsino A， Windbichler N、Akbari OS、Long K、Lavery JV、Evans SW、Tountas K、Bloss CS。 自然·生物技术“

(2022)

精确引导的不育雄性抑制入侵作物害虫的种群

Kandul NP、Liu J、Buchman A、Shriner IC、Corder RM、Warsinger-Pepe N、Yang T、Yadav AK、Scott MJ、Marshall JM 和 Akbari OS。 GEN生物技术

(2022)

利用 Y 染色体连锁 Cas9 进行性别选择和基因驱动

Gamez S、Chaverra-Rodriguez D、Buchman A、Kandul NP、Mendez-Sanchez SC、Bennett JB、Sánchez C. HM、Yang T、Antoshechkin I、Duque JE、Papathanos PA、Marshall JM 和 Akbari OS。 自然通讯

(2021)