近些年来,随着基因编辑技术的发展,基因驱动技术在害虫防治领域表现出巨大的应用潜力。CRISPR/Cas9基因编辑技术因为具有精度高、易操作、成本低等优点,目前被广泛用来构建基因驱动系统。本论文利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,在模式昆虫黑腹果蝇（Drosophila melanogaster）和农业害虫斑翅果蝇（Drosophila suzukii）中分别建立了安全可控的基因驱动系统。与此同时,还比较了xCas9内切酶在不同PAM位点的基因编辑效率。并且对斑翅果蝇的内源性U6启动子进行了鉴定和测试,筛选出了其中基因编辑效率最高的U6启动子。通过这些研究,以期为农业害虫种群的遗传调控提供工具和方法。1在黑腹果蝇中实现多gRNA靶向雌性必需基因的基因驱动以黑腹果蝇这个重要的模式昆虫为研究模型,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,通过靶向黑腹果蝇的酪氨酸脱羧酶基因（Tyrosine decarboxylase 2,Tdc2）,在黑腹果蝇中建立了一个归巢型基因驱动系统,同时利用能够表达Cas9内切酶的工具果蝇与归巢型基因驱动系统相结合构建了3个分离的归巢型基因驱动。研究结果表明,基因驱动元件插入位点的基因座结构对基因驱动等位基因的偏向遗传有影响。外源的Cas9内切酶的引入提高了CRISPR/Cas9的基因编辑效率,有利于基因驱动系统中基因驱动等位基因的偏向遗传。利用tRNA–gRNA系统同时表达三个gRNA,增加了抗性选择的范围和复杂性,降低了抗性选择压力。通过喂食章鱼胺可以恢复Tdc2突变体雌性产卵行为的特点为规模化饲养基因驱动的果蝇提供了便利。研究为农业害虫防治和工厂化规模生产基因驱动转基因昆虫提供了思路。2多gRNA靶向雌性必需基因的归巢型基因驱动在斑翅果蝇中的技术展示斑翅果蝇作为一种世界性危害的经济害虫,给水果产业造成严重损失。本章利用CRISPR/Cas9基因编辑技术,通过靶向斑翅果蝇的酪氨酸脱羧酶基因（Tyrosine decarboxylase 2,Tdc2）,在斑翅果蝇中建立了一个归巢型基因驱动系统。在这个基因驱动系统中,基因驱动等位基因可以实现偏向遗传。研究结果表明野生种群中的遗传多态性会限制基因驱动等位基因在种群中的传播。同时,还鉴定合成了斑翅果蝇的内源性vasa启动子,构建了利用Dsvasa启动子调控Cas9内切酶表达的基因驱动斑翅果蝇。研究为归巢型基因驱动技术在斑翅果蝇害虫种群遗传调控中的应用提供了可以借鉴的范式。3 xCas9在黑腹果蝇中对不同PAM位点的编辑效率比较在黑腹果蝇中建立了CRISPR/xCas9基因编辑系统,通过靶向white基因,对xCas9内切酶在不同PAM位点的基因编辑效率进行了比较。在PAM为GGG的位点,SpCas9的基因编辑效率要高于xCas9。在PAM为非NGG的位点TGA上,xCas9的基因编辑效率与在NGG位点的基因编辑效率相当。至于在其他的非NGG的PAM位点上,xCas9没有表现出基因编辑活性。研究表明,xCas9的基因编辑效率在果蝇和哺乳动物细胞中会表现出很大的差异。xCas9不能在昆虫中很好地拓展CRISPR系统可编辑的目标DNA序列的范围。4斑翅果蝇内源性U6启动子的鉴定及功能研究通过生物信息学分析,对斑翅果蝇的内源性U6启动子进行了鉴定。并通过统计G0代斑翅果蝇复眼马赛克表型个体的比例,筛选出了基因编辑效率最高的U6启动子。结果显示,斑翅果蝇DsU6-3启动子的基因编辑效率最高,启动子DsU6-4的基因编辑效率最低。DsU6-3启动子在斑翅果蝇中的基因编辑效率高于黑腹果蝇的U6:3启动子的基因编辑效率。本章鉴定的斑翅果蝇的U6启动子都可以在斑翅果蝇中进行基因编辑,扩大了可用于斑翅果蝇基因编辑的U6启动子范围。