蚊子叮咬不僅派發(fā)“紅包”(紅腫)，而且傳播瘧疾、登革熱等多種疾病。中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王四寶研究員領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)1月22日在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上發(fā)表了題為“生物鐘基因、光照和環(huán)境溫度協(xié)同調(diào)控瘧疾媒介按蚊的性信息素合成、婚飛和交配”的論文，該項(xiàng)研究破解蚊子“求偶”奧秘，有助蚊蟲防治。

蚊子種類繁多，常見的主要有按蚊、伊蚊和庫蚊三大類。其中，按蚊，又稱瘧蚊，主要在夜間活動(dòng)，是瘧疾的傳播媒介。

王四寶介紹，蚊蟲并非以吸血為生，蚊蟲平時(shí)吸食花蜜和植物汁液，雌蚊吸血是為了產(chǎn)卵補(bǔ)充營養(yǎng)。

夏季黃昏時(shí)，蚊子集結(jié)成群、在空中飛舞，進(jìn)行交配，這種現(xiàn)象被稱為“婚飛”。

本項(xiàng)研究揭示了按蚊集群“婚飛”的分子機(jī)制和雌雄求偶的化學(xué)通訊奧秘。首先，研究人員比較分析了野外采集的“婚飛”與“非婚飛”雄性按蚊的頭部基因表達(dá)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)生物鐘核心基因per和tim在婚飛雄蚊的頭部表達(dá)顯著上調(diào);降低per或tim的表達(dá)會(huì)顯著抑制雄蚊的“婚飛”，進(jìn)而降低交配率。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，光照和溫度對按蚊“婚飛”和交配的影響，是通過調(diào)控生物鐘基因per和tim的表達(dá)來實(shí)現(xiàn)的，這揭示了按蚊“婚飛”和交配的發(fā)生，受內(nèi)源生物鐘、外源光照和溫度信號協(xié)同調(diào)控。

作為“婚飛”的壓軸戲，雄蚊向雌蚊求愛的化學(xué)語言“性信息素”，此前是未解之謎。本項(xiàng)研究中，基因表達(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)基因desat1在“婚飛”雄蚊中的表達(dá)顯著上調(diào)。干擾抑制desat1的表達(dá)，同樣影響按蚊“婚飛”和交配行為。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，desat1的表達(dá)受生物鐘基因per、tim和光信號調(diào)控，desat1參與昆蟲表皮碳?xì)浠衔锖铣桑鋮⑴c合成的碳?xì)浠衔镏杏幸环N為二十七烷，是按蚊的性信息素活性成分，由此揭示按蚊兩性求偶的化學(xué)通訊奧秘。

為了驗(yàn)證per、tim、desat1是否也能調(diào)控非洲瘧疾媒介——岡比亞按蚊(Anopheles gambiae)的“婚飛”和交配行為，王四寶研究團(tuán)隊(duì)與美國約翰·霍普金斯大學(xué)Marcelo Jacobs-Lorena教授、美國國立衛(wèi)生研究院的Joel Vega-Rodriguez團(tuán)隊(duì)、西非布基納法索的桑特科學(xué)研究所Diabate Abdoulaye研究團(tuán)隊(duì)合作，在布基納法索的博博迪烏拉索開展了戶外測試研究，證實(shí)了核心生物鐘基因(per、tim)和基因desat1在不同按蚊“婚飛”和交配中具有相同的調(diào)控功能。

該研究促進(jìn)了人們對按蚊“婚飛”和求偶交配發(fā)生機(jī)制的理解，也為研發(fā)蚊蟲綠色防控技術(shù)提供了新方法(例如通過操縱蚊蟲“婚飛”來干擾交配或集中誘殺，利用“性信息素”增強(qiáng)雄蚊對野外雌蚊的性吸引力和交配競爭力等)，為今后減少蚊蟲防治對化學(xué)農(nóng)藥的依賴、實(shí)現(xiàn)減藥控蚊提供了新思路。(鄭瑩瑩)

關(guān)鍵詞： 蚊子求偶奧秘