昆蟲不育技術(shù)包括對目標害蟲進行規(guī)模飼養(yǎng)并利用輻射進行絕育。然后，不育雄蟲被釋放到指定區(qū)域，在那里與野生雌蟲交配，但不產(chǎn)生后代，從而減少害蟲數(shù)量。

昆蟲不育技術(shù)可追溯到1916年，當時科學(xué)家首次使用X射線誘導(dǎo)昆蟲不育。20世紀50年代，在美利堅合眾國對新世界螺旋蟲成功實施了這種技術(shù)。自那時以來，昆蟲不育技術(shù)已成為一種全球公認的、針對特定目標的方法，被用于抑制具有農(nóng)業(yè)、獸醫(yī)學(xué)和醫(yī)學(xué)重要性的入侵昆蟲和既有昆蟲種群。昆蟲不育技術(shù)的效果和效率取決于能否可靠地分離雌雄，僅將不育雄蟲釋放到野外。

20世紀80年代末，糧農(nóng)組織/原子能機構(gòu)聯(lián)合中心的蟲害防治實驗室發(fā)現(xiàn)了溫度敏感致死性突變，取得了突破。隨后，開發(fā)了Ceratitis capitata基于溫度敏感致死性的遺傳選性，雌性后代經(jīng)短期熱處理后在胚胎階段即死亡。這使得進行工業(yè)規(guī)模的不育雄蠅生產(chǎn)成為可能。然而，這種效應(yīng)背后的基因在三十多年中都未確定，限制了這種方法在其他昆蟲物種中的更廣泛應(yīng)用。

經(jīng)過多年的分子研究，該團隊現(xiàn)已成功地確定了Lysyl-tRNA合成酶（LysRS）基因中的一個單點突變，該基因存在于許多昆蟲物種中并且高度相似。他們將這種突變引入野生型品系，產(chǎn)生了同樣的溫度敏感致死性效應(yīng)：在短暫的熱暴露后只發(fā)生雄性發(fā)育。

這首次為基因?qū)W上理解的基于溫度敏感致死性的雌雄分離提供了一個明確的基礎(chǔ)，從而為其用于防治影響農(nóng)業(yè)和公眾健康的其他害蟲物種打開了大門。

“這一發(fā)現(xiàn)是一個真正的里程碑。經(jīng)過35年多的研究，我們現(xiàn)在已經(jīng)從分子上精確掌握了溫度敏感致死性，”聯(lián)合中心病蟲害防治處分子生物學(xué)家、該研究的合著者Kostas Bourtzis說。“這為將遺傳選性系統(tǒng)擴展到具有農(nóng)業(yè)、獸醫(yī)和醫(yī)學(xué)相關(guān)性的多種害蟲提供了可能性 — 這是全球昆蟲不育技術(shù)計劃的重大進展。”

“隨著溫度敏感致死性基因的確定，我們正在填補一個長期以來一直阻礙著遺傳選性在地中海果蠅之外的應(yīng)用的重大知識空白，”吉森尤斯圖斯-李比希大學(xué)植物保護昆蟲生物技術(shù)教授、新成立的李比希農(nóng)業(yè)生態(tài)與氣候影響研究中心聯(lián)絡(luò)官Marc F. Schetelig說，他也是該研究的合著者。“這為實施不使用化學(xué)殺蟲劑的高特異性和可持續(xù)的昆蟲防治戰(zhàn)略鋪平了道路?！?/p>

這項研究是吉森尤斯圖斯-李比希大學(xué)與糧農(nóng)組織/原子能機構(gòu)聯(lián)合中心之間長期密切戰(zhàn)略伙伴關(guān)系的體現(xiàn)。隨著李比希農(nóng)業(yè)生態(tài)與氣候影響研究中心最近于2025年5月被指定為原子能機構(gòu)協(xié)作中心，這種協(xié)作已經(jīng)制度化，能夠聯(lián)合開發(fā)在全球范圍內(nèi)可持續(xù)防治害蟲所需的生物技術(shù)工具。