2019年11月25日，上海生科院植物生理生態研究所黃勇平，華中農業大學張吉斌團隊等人在Cell Research上在線發表了題為Genomic landscape and genetic manipulation of the black soldier fly Hermetia illucens, a natural waste recycler的研究論文。該研究報告了黑水虻（BSF）的高質量基因組圖譜，進一步開發了一種高效的基於CRISPR/Cas9的基因編輯方法，為優化BSF基因系的產業化提供了有價值的基因組和技術資源。
全球人口的增加意味著必須管理不斷擴大的有機廢物數量。在城市環境中產生的有機廢物以三種主要方法處理，即焚燒、垃圾填埋和堆肥，而封閉動物設施產生的廢物則存放在瀉湖或作為肥料放在土地上。不幸的是，大多數用於處理這些廢物的方法並沒有改善環境質量，可能造成二次污染。
黑水虻（BSF）是全球最有希望大規模生產的昆蟲種類之一，因為它能夠將各種有機廢物轉化為昆蟲生物量，可作為許多水產養殖物種和家禽的飼料。到目前為止，BSF是全球唯一獲准用作水產養殖和家禽飼料成分的昆蟲物種。
黑水虻的生物學和基因組特徵
更重要的是，BSF能夠高效且有效地回收多種類型的有機廢物。通過該再循環過程，廢物流被轉化為有價值的產品，例如用於動物飼料的蛋白質，脂肪用於生物能源和堆肥，其可用作肥料。利用BSF回收食品和動物廢物具有許多其它益處。這些營養素的再循環導致有害氣味的減少二氧化碳的排放、致病菌和抗生素。因此，由於其實用性和獨特的特徵，該物種被快速地用於昆蟲養殖和作為基礎研究的模型生物。
BSF自然分布在熱帶和亞熱帶，但也可以在室內受控制的條件下飼養；因此，它現在分布在世界各地。目前，為回收特定類型的廢物而優化BSF尤其具有挑戰性，因為人們對其基因一無所知，無法利用當前的分子技術來優化其廢物回收的特性。基因組參考文獻和高效的遺傳作業系統是高質量分子遺傳學研究的基礎。下一代測序推動了更多基因組和轉錄資源的增長，極大地推動了非模式動物的研究。基因組編輯技術的最新發展，如CRISPR/Cas9，為各種生物的遺傳操作提供了能力。
雙翅目物種的關係和BSF和平行譜系之間不同的途徑
在這裡，研究人員我們報告了BSF1.1GB的高質量基因組圖譜。與其他昆蟲相比，BSF基因組在與膿毒性適應相關的功能模塊(包括免疫系統因子、嗅覺受體和細胞色素P 450)上有了很大的擴展。研究人員進一步分析了以典型的有機廢棄物喂養的BSF幼蟲的中腸轉錄和相關的微生物。發現與消化系統和抗感染相關的途徑通常都是豐富的，在所有的飲食中，細菌占據了BSF中微生物群落的主導地位。為了擴大其潛在的實際應用，研究進一步開發了一種高效的基於CRISPR/Cas9的基因編輯方法，並實現了這一方法，以獲得不會飛行和增強的飼養能力表型，這兩種方法都可以擴大BSF的生產能力。本研究為優化BSF基因系的產業化提供了有價值的基因組和技術資源。