褐飞虱（Brown planthopper，BPH）是亚洲最重要的水稻害虫，在我国长江流域及其南部地区频繁发生。南京农业大学植物保护学院洪晓月教授和他的合作者多年来发现，通过微量注射昆虫胚胎的方法，将特殊的共生菌菌株注入褐飞虱（BPH）的卵中，会导致褐飞虱后代不育。这项研究结果最近发表在《当代生物学》杂志的网络版上。

褐飞虱不仅能直接危害水稻植株，造成植株倒伏，而且能传播水稻病毒病，造成间接危害，严重影响农作物产量。长期以来，稻飞虱的防治主要依靠化学防治，给水稻的绿色生产和生态环境带来了巨大压力。

论文第一通讯作者洪晓月告诉科技日报记者，研究小组首次将基于沃尔巴克氏菌共生的昆虫防治技术应用于褐飞虱的防治。通过向褐飞虱的卵中注射细菌，不仅可以使其后代不育，还能阻断病毒的传播，一举两得。

洪晓月把沃尔巴克氏菌比作微生物防治领域的“硬通货”。研究表明，该菌不仅对昆虫有广泛的敏感性，而且能诱导高强度的细胞质不亲和性，导致后代不育。

“Wolbachia WSRI株在褐飞虱体内起着明显的作用，完全可以造成褐飞虱后代的不育性，而褐飞虱在亚洲是威胁较大的稻飞虱。因此，我们尝试将Wolbachia WSRI菌株注入褐飞虱的卵中，效果显著，”洪晓月说，首次成功建立了具有应用潜力和稳定携带人工转染的沃尔巴赫农业昆虫菌株。同时，利用胚胎微注射技术成功地将Wolbachia基因转染到半翅目昆虫中。

结果表明，新建立的菌株不仅能诱导高强度的细胞质不亲和表型，而且能显著抑制褐飞虱（BPH）传播的水稻齿状叶矮病毒（rdsv）的传播。

然而，这需要研究者们小心。洪晓月介绍说，通过昆虫胚胎显微注射技术，研究小组首先从灰飞虱卵中去除沃尔巴克氏菌，然后将其注射到棕色飞虱的卵中，可以说是微观世界中非常精细的外科手术。

“首先，鸡蛋太小了，肉眼几乎看不见。褐飞虱卵长约1mm，宽约0.2mm，褐飞虱卵较小。细菌输出和导入的过程要求实验者具备“绣花”的本领洪晓月说，二是由于引入的细菌会与原菌群形成竞争关系，团队首先淘汰了影响沃尔巴克氏菌WSRI菌株功能的菌株，然后找到合适的注射时间。

洪说：“此外，注射的强度和在卵中的位置也很特殊。”最后，研究小组获得了100%稳定的遗传系。

本研究的应用改变了传统的杀虫剂喷洒方式。因此，通过寻找新的不育系或不育系来控制转基因后代，从而达到控制褐飞虱种群的目的。洪晓月介绍，转基因株BPH同时表现出群体抑制和群体替代策略所需的特性，具有进一步田间和半田间试验的价值。由于BPH发生的源头在越南，未来BPH释放的“战场”可以转移到越南或中国的广西和云南。