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在哺乳動物中，當雄性精子與雌性卵子結合時才會產生后代。但研究人員發現，在自然界部分昆蟲、蜥蜴和鳥類繁殖時并不需要雄性參與，后代可以從單獨的卵子發育而來。這一過程被稱為孤雌生殖。
此前，有科學家在沒有父本基因輸入的情況下培育出了小鼠和蛙。但這是在實驗室培養皿中通過修補卵細胞產生的后代，并非通過賦予雌性動物孤雌生殖能力做到的。
而近日發表于《當代生物學》的一項研究中，科學家首次通過基因工程，在通常需要雄性伴侶才能繁殖的雌性動物觸發了孤雌生殖。
研究合著者、英國劍橋大學發育生物學家Alexis Sperling說，早期研究已經確定了孤雌生殖的候選基因。而她和團隊不僅精確定位了這些基因，還通過在另一個物種中激活它們來確認其功能。
為了確定孤雌生殖的基因，Sperling和同事對兩種果蠅的基因組進行了測序，其中一種是有性生殖果蠅，另一種是孤雌生殖果蠅。
然后，研究人員將孤雌生殖果蠅卵細胞與只能進行有性生殖的果蠅卵細胞基因活性進行了比較，確定了44個可能參與孤雌生殖的基因。接著，研究人員嘗試改變通常不能孤雌生殖的黑腹果蠅的等效基因。
在嘗試了各種基因組合后，研究團隊發現了一種可誘導約11%雌性果蠅進行孤雌生殖的基因組合。這些經過基因工程改變的果蠅的一些后代也能孤雌生殖。
孤雌生殖誕生的果蠅只從它們的母親那里獲得基因，但它們并不總是父母的克隆體。盡管孤雌生殖的卵子通常只有兩組染色體，但也有些后代有三組染色體。
Sperling指出，一些農業害蟲能夠通過孤雌生殖快速繁殖，這加劇了它們對作物的破壞能力。例如，在英國，由于廣泛使用殺蟲劑破壞了雄蛾的繁殖能力，一種雌蛾由有性生殖轉向孤雌生殖。現在飛蛾已經成為一種主要害蟲。因此，她希望研究哪些害蟲防治策略會促使害蟲依賴孤雌生殖，這將幫助控制害蟲。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
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