寄生蜂給害蟲絕育：內源病毒攻擊害蟲精巢

來源：市場資訊

（來源：juebukeyi）

在昆蟲世界里，菜蛾盤絨繭蜂（Cotesia vestalis）等寄生蜂能讓害蟲失去生育能力（寄生性去勢）。這背后的秘密，藏在寄生蜂體內一種內源性病毒里。幾百萬年前寄生蜂就把這類病毒煉化成武器，代代相傳，成了寄生蜂的 “秘密武器”。

當寄生蜂找到小菜蛾（Plutella xylostella）這些害蟲幼蟲時，會把卵產進害蟲身體里。同時，它會把攜帶的內源性繭蜂病毒（Bracovirus, BV）一起注入。病毒一進入害蟲體內，就開始釋放一種特殊蛋白 ——蛋白酪氨酸磷酸酶。

這個蛋白特別 “挑食”，只盯著害蟲的精巢下手。它會精準抓住害蟲體內一個叫Rad9A的關鍵蛋白。Rad9A保證害蟲精子正常發育。

一旦被病毒蛋白纏住，Rad9A 就沒法正常工作。害蟲的精巢細胞會啟動凋亡程序，慢慢萎縮、壞死。短短幾天，原本能繁殖后代的害蟲，再也沒法繁殖。

更神奇的是，這套手段在很多害蟲身上都管用。被絕育的害蟲不會立刻死掉，反而會把營養都供給寄生蜂寶寶生長，等蜂寶寶長大鉆出來，害蟲也就走到了生命盡頭。

這種不靠農藥、精準高效的 “生物絕育術”，既保護了生態，又能控制害蟲數量。如今，科學家正模仿這套機制，研發綠色防控技術，讓寄生蜂的 “魔法”，成為守護農作物的天然利器。

題目：

寄生閹割是寄生蟲劫持寄主生殖資源以提升自身適合度的普遍策略，菜蛾盤絨繭蜂（Cotesia vestalis）寄生小菜蛾（Plutella xylostella）幼蟲時，會讓小菜蛾感染病毒，引發寄主精巢凋亡介導的閹割現象。本研究旨在揭示該過程的關鍵基因與分子通路，為鱗翅目害蟲生物防治提供理論依據。

圖 1 為菜蛾盤絨繭蜂寄生對小菜蛾幼蟲精巢的影響

NP：未寄生小菜蛾幼蟲；P：被寄生小菜蛾幼蟲

3M：3 齡中期；3L：3 齡末期；4E：4 齡初期

TUNEL 染色可檢測細胞 DNA 斷裂，陽性信號代表細胞凋亡；Caspase 3/7 活性越高，凋亡程度越強

(1) 觀察圖1A，與未寄生組相比，______（填“被寄生”或“未被寄生”）的小菜蛾幼蟲精巢細胞出現染色質凝集、細胞核皺縮，細胞質出現大量囊泡（藍色箭頭標記）這是細胞凋亡的典型特征。

(2) 據圖 1C 統計，3 齡中期（左第一圖）未寄生組精巢發生凋亡的個體比例為______%，被寄生組該比例為______%。

(3) Caspase 3/7是凋亡關鍵執行酶，其活性高低可反映凋亡程度。圖 1D 結果表明，隨著從三齡中期到四齡初期幼蟲的發育，被寄生組精巢中 Caspase 3/7 活性持續______（填“上升”或“下降”），4 齡初期活性約為未寄生組的______倍，據此推測寄生可______（填 “促進” 或 “抑制”）精巢細胞凋亡。

(4) 本實驗中，設置未寄生組（NP）的作用是______。

圖 4 為 CRISPR/Cas9 敲除PxRad9A(后記作Rad9A)基因對小菜蛾發育及生殖的影響，檢測指標包括精巢形態、精子活性、產卵量與卵孵化率。

(5) 研究者發現菜蛾盤絨繭蜂利用內源性病毒產生的假磷酸酶，靶向小菜蛾的細胞周期檢查點蛋白Rad9A。為探究Rad9A的功能。研究者采用 CRISPR/Cas9 技術敲除小菜蛾的 Rad9A 基因，該技術的核心是對生物的______進行定向改造。

(6) 據圖4E，Rad9A 基因雜合子相互交配產生的后代中， Rad9A基因完全敲除（Rad9A?/?）的個體僅占總數的______%，遠低于理論比例，推測 Rad9A 基因缺失會導致小菜蛾______。

(7) 圖4H中CK為對照組；Rad9A?/?為敲除組，活精子被染成綠色，死精子被染成紅色。結果顯示，Rad9A 敲除組存活精子比例______（填“升高”或“降低”），由4I可知，Rad9A?/?組約______的精子死亡（dead），據此可推測該基因對小菜蛾______（填 “雄性” 或 “雌性”）生殖細胞至關重要。

(8)CK為對照組；Rad9A?/?為敲除組。圖4J為對照組和敲除組的產卵量，4K為對照組和敲除組的卵成功孵化率。與對照組相比，敲除組的產卵量______，卵的孵化率______，據此可推測 Rad9A 是小菜蛾胚胎發育和生殖的必需基因。

參考答案：

(1) 被寄生

(2) 7.06%；80.56%

(3) 上升，43.7；促進

(4)排除無關變量干擾

(5) 基因（DNA / 遺傳物質）

(6) 5.21%，胚胎死亡（死亡）

(7) 降低，85%；雄性

(8) 下降（減少）；極低（大幅降低/ 低于 92% 無法孵化）

參考文獻

Gao H, Guo M, Yang X, et al. Parasitic castration by a viral protein tyrosine phosphatase targeting the host cell cycle checkpoint protein Rad9A[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2026, 123(7): e2524949123.

參考圖片

https://www.inaturalist.org/observations/105458771

https://www.inaturalist.org/observations/31541943

https://www.inaturalist.org/observations/62756981

https://www.inaturalist.org/observations/65340566

https://www.inaturalist.org/observations/3701677