孤雌生殖是指无需雄性提供遗传物质的无性繁殖。卵子无需精子受精即可自行发育为后代。这种现象在自然界的一些植物、昆虫、爬行动物等物种中都有发现。兼性孤雌生殖是指动物在特殊情况下从有性生殖转变为孤雌生殖。非孤雌生殖物种进行有性生殖，不会出现“处女产仔”。最近一项研究表明，研究人员通过基因工程技术，在果蝇（一种非孤雌生殖物种）中成功诱导了兼性孤雌生殖和“处女产仔”。研究团队鉴定了相关基因，并首次揭示了这些基因的表达如何影响动物兼性孤雌生殖的诱导。
孤雌生殖是一种无性繁殖方式，它不涉及精子使卵子受精。胚胎由雌性自身形成（无需雄性提供遗传物质），最终发育为“处女产仔”。孤雌生殖可分为专性孤雌生殖和兼性孤雌生殖。兼性孤雌生殖是指动物在环境不利的情况下从有性繁殖转为孤雌生殖；而专性孤雌生殖则是指动物主要通过孤雌生殖进行无性繁殖。
无需精子受精的“处女受孕”听起来或许很奇怪，但这种无需雄性参与的繁殖方式在许多植物、昆虫、树种等物种中自然存在。非致病物种不会进行“处女受孕”，尽管在实验室中已成功诱导青蛙和小鼠的卵子进行孤雌生殖，使其产下后代。这些在青蛙和小鼠身上进行的孤雌生殖实验并未使雌性青蛙和小鼠具备自行进行孤雌生殖的能力，因为只有它们的卵子在实验室条件下进行了胚胎发育。然而，随着2023年7月28日发表的一项报告，情况发生了改变：一些非孤雌生殖动物通过基因工程实现了“处女受孕”。这是首例通过基因改造使有性生殖动物转变为孤雌生殖的案例。
本研究使用了两种果蝇。其中，具有有性生殖品系和孤雌生殖品系（兼性）的墨西哥果蝇（Drosophila mercatorum）用于鉴定参与孤雌生殖的基因；而非孤雌生殖的黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）则用于基因操作，以培育孤雌生殖果蝇。
研究团队对两种果蝇（Drosophila mercatorum）品系进行了基因组测序，并比较了两种品系卵子的基因活性。由此鉴定出44个可能参与孤雌生殖的候选基因。接下来，他们测试了操纵候选基因的同源物是否能诱导黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）发生兼性孤雌生殖。研究人员发现了一个多基因系统——黑腹果蝇（一种非孤雌生殖物种）的兼性孤雌生殖是由有丝分裂蛋白激酶polo表达增加和去饱和酶Desat2表达减少触发的，而Desat2的表达减少又受到Myc表达增加的增强。这些卵子主要通过孤雌生殖发育为三倍体后代。这是首次在动物中证实兼性孤雌生殖的遗传基础，以及通过基因工程诱导该现象。
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来源：
- 斯珀林 AL, 等 2023。 “ 遗传 果蝇兼性孤雌生殖的基础。 《当代生物学》出版日期：28 年 2023 月 XNUMX 日。DOI： https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.07.006
- 剑桥大学 2023 年。新闻 - 科学家发现了处女生育的秘密，并开启了雌性果蝇的能力。 可用于 https://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-secret-of-virgin-birth-and-switch-on-the-ability-in-female-flies 访问时间：2023 年 08 月 01 日。
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