保羅·尼爾森習慣於與一種名為斑翅果蠅的入侵性果蠅進行鬥爭，這種害蟲一年毀掉了他和他的團隊經營的明尼蘇達農場一半以上的漿果。
近年來，他們已將損失減少了接近 5%，但這是勞動力密集且成本高昂的。
「這是一種害蟲，如果你不願意花時間去消滅它，它就會佔領你的農場，」位於明尼阿波利斯以西約一小時車程的Untiedt’s 蔬菜和水果種植園的首席種植者尼爾森說。
納爾遜和其他種植者有一天可能會因為北卡羅來納州立大學對昆蟲的研究而獲得一種新工具。這些煩人的小動物會在漿果中產卵，從而毀壞漿果，據估計每年給種植者造成數億美元的損失。
研究人員利用一種稱為「基因驅動」的概念，操縱昆蟲的 DNA，使雌性後代不育，而他們用來實現這一目標的方法顯著降低了種群反彈的機會。
基因改造昆蟲如何幫助我們種植水果？
研究人員週一在《美國國家科學院院刊》上發表了他們的研究成果，他們發現，如果他們將一隻基因改造果蠅與一隻未基因改造果蠅交配，高達 99% 的後代將繼承不孕性狀。
他們使用數學模型表明，如果每四隻釋放一隻改良果蠅，並且每兩週釋放一次，那麼他們可以在大約五個月內使族群數量崩潰。
將昆蟲基因改造作為害蟲防治的一種形式並不是什麼新想法。科學家們已經發布了基因蚊子。它們與當地人口交配產生的後代在成年前死亡。這可以使數量保持在較低水平，並有助於對抗黃熱病等蟲媒疾病的傳播，登革熱和寨卡病毒。
但這項技術尚未在農業領域廣泛普及，因為殺蟲劑更便宜且更容易部署。
昆蟲學教授、論文的合著者馬克斯·斯科特表示，一些釋放轉基因昆蟲來抑制種群數量的方法如果大規模應用，將會變得昂貴，因為在消滅害蟲之前必須一遍又一遍地進行出去。
但他表示，他的團隊的方法取決於一種名為「基因驅動」的想法，可以更快地促進不孕性在連續幾代中的傳播，這可能意味著需要釋放經過修改的細菌的次數更少。
“我們對此感到非常興奮，”斯科特說。 “該系統運作非常有效率。”
如果研究人員的遺傳過程在田間發揮作用，那麼它可能會成為農民害蟲管理技術的重要補充，以對抗持久性害蟲，即使在農藥明尼蘇達大學教授兼推廣昆蟲學家比爾‧哈奇森 (Bill Hutchison) 說。
他補充說，隨著氣候變化，與害蟲的鬥爭也不斷加強。溫暖的冬天正在允許入侵種像斑翅果蠅一樣，為了更好地度過冬天，並擴大它們的範圍以向北方越冬。
還有哪些其他害蟲防治方案？
納爾遜說，在Untiedt’s，他注意到冬天更溫暖，春天更早。
他仍在等待看到今年的第一批果蠅，但它們每年都會提前來到農場約 35 英畝的草莓、覆盆子和果蠅上。番茄，他說。
「多年來，他們一直告訴我們，你永遠不會在六月結的草莓中看到（斑點翅果蠅），因為它們成熟得太早了，」他補充道。
“這不是真的。我們在六月結的草莓中發現了它們。”
為了對抗害蟲，尼爾森和他的團隊使用了殺蟲劑和陷阱並花費大量時間尋找小蟲子。
哈奇森說，一些農民使用通風網或塑料，有效地在他們的水果上創造了一種溫室。但所有這些方法都有缺點。
農藥可以殺死有益昆蟲，而噴灑農藥可能會要求讓人們自己採摘漿果的農民停止作業幾天。網的設置可能很困難，而且塑膠覆蓋物會使農作物過熱。
我們多久才能看到「基因驅動」得到普遍應用？
該研究距離實際應用還需要數年時間。史考特和他的團隊正在進行更多的實驗室試驗，看看他們的數學模型是否正確，然後在進行現場試驗之前要經過監管程序。
還需要更多的研究來考慮同一物種內的區域遺傳變異以及與其他物種相互作用的生態影響等因素。
亞利桑那大學昆蟲學副教授 Luciano Matzkin 研究果蠅和其他害蟲物種，著眼於農業。
馬茨金說，如果不存在負面環境風險，“成功的生物防治方法總是比農藥更可取”，因為農藥本身會產生嚴重的環境後果和成本。
他說，這就是為什麼全國各地的昆蟲學部門正在研究昆蟲的生物學和生態學，同時其他研究人員也致力於基因改造方法的研究。人口控制在多種害蟲中。
同時，尼爾森將等待是否出現新的解決方案來幫助他管理害蟲。他和 24 歲的兒子一起務農，並表示他對未來感到擔憂。
「專家們都會告訴我們發生了什麼事。但當我們務農時，我們會考慮，這將如何改變下一代的情況？他問。
“如果我們的漿果作物銷量下降，這對我們的農場來說是一件大事。”
