一种核靶向方法实现了乳草蝽中高效的转基因操作

昆虫表现出极端的多样性，长期以来一直令生物学家着迷。近年来，基因编辑和转基因等技术进步，原则上应当能够使几乎任何昆虫物种都可用于生物学研究。然而，在实际操作中，物种特异性的挑战依然存在，且相关条件必须经过谨慎优化。在此，我们以乳草蝽 Oncopeltus fasciatus 为研究对象，首先利用 CRISPR-Cas9 介导的基因组编辑构建了一个实用的眼色和体色突变品系。随后，我们利用该品系，通过核靶向策略开发出一种高效的 piggyBac 介导转基因系统。我们表明，在 piggyBac mRNA 中引入 1× 和 3× 核定位信号，可显著提高 O. fasciatus 中的总体转化效率。借助这一实用的突变品系和高效的转基因系统，我们成功整合了多个大小范围为 1.8 至 7.2 kb 的表达盒，包括用于 phiC31 介导位点特异性整合的 attP 品系，以及用于活体荧光成像的组蛋白标记品系。我们进一步提供证据表明，Q 系统这一二元表达系统在该物种中具有功能，这为未来开展更复杂的遗传操作铺平了道路，包括对顺式调控元件进行功能测定。总之，我们的结果不仅扩展了 O. fasciatus 作为比较模型昆虫的遗传工具箱，也为在其他非传统模式生物中开发高效转基因技术提供了一个实用框架。

昆虫表现出极端的多样性，长期以来一直吸引着生物学家的兴趣。近年来，基因编辑和转基因等技术进展，原则上应当能够使几乎任何昆虫物种都可用于生物学研究。然而，在实际操作中，物种特异性的挑战仍然存在，且实验条件必须经过仔细优化。在此，我们以乳草蝽 Oncopeltus fasciatus 为研究对象，首先利用 CRISPR-Cas9 介导的基因组编辑构建了一个实用的眼色和体色突变品系。随后，我们利用该品系，通过核靶向策略建立了一个高效的 piggyBac 介导转基因系统。我们表明，在 piggyBac mRNA 中引入 1× 和 3× 核定位信号，可显著提高 O. fasciatus 中的整体转化效率。借助这一实用突变品系和高效转基因系统，我们成功整合了多个大小范围为 1.8 至 7.2 kb 的表达盒，其中包括用于 phiC31 介导位点特异性整合的 attP 品系，以及用于活体荧光成像的组蛋白标记品系。我们还进一步提供了证据表明，Q 系统这一二元表达系统在该物种中具有功能，这为未来开展更复杂的遗传操作铺平了道路，其中包括针对顺式调控元件的功能分析。总体而言，我们的结果不仅扩展了 O. fasciatus 作为比较模型昆虫的遗传工具箱，也为在其他非传统模式生物中开发高效转基因技术提供了实用框架。

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📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.30.741915v1?rss=1

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