破解雄蚊向雌蚊求爱的化学语言 上海科研团队为“减药控蚊”提供新途径

2021-01-22 07:19:52 作者: 破解雄蚊向雌

东方网记者解敏1月22日报导:每到夏天,蚊子总是令人不胜其扰。蚊子品种繁复,其间就有世界上最风险的动物,疟疾的传达前言,按蚊。夏日傍晚时,雄性按蚊集结成群在空中飘动,招引雌蚊飞入后进行求偶交配,这种现象称为“婚飞”。早在1634年就有蚊虫婚飞的调查记载,但按蚊婚飞和求偶交配的分子机制至今没有说明。

王四宝研讨员正在调查按蚊求偶行为(杨正行拍照)

2021年1月22日,中国科学院分子植物科学杰出立异中心王四宝研讨员领衔的研讨团队在世界顶尖学术期刊《科学》上宣布题为《生物钟基因、光照和环境温度协同调控疟疾前言按蚊的性信息素合、婚飞和交配》(Clock genes and environmental cues coordinate Anopheles pheromone synthesis, swarming and mating)的论文,提醒了按蚊婚飞的分子机制和男女求偶的化学通讯奥妙。

按蚊在傍晚时婚飞和交配 (Abdoulaye Diabate拍照)

研讨团队经过对户外收集的婚飞与非婚飞雄性按蚊头部基因表达的比较剖析,发现两个生物钟中心基因per和tim在婚飞雄蚊的头部表达明显上调。下降per或tim的表达会明显按捺雄蚊的婚飞,然后下降交配率。研讨还发现,光照和温度会影响生物基因per和tim的表达,然后重置按蚊的生物钟,影响其交配活动。因而按蚊婚飞交配行为是受内源生物钟,外源光照和温度信号协同调控的成果。

按蚊交配(左:雄蚊,右:雌蚊) (王官栋和孙佩璐拍照)

雄性按蚊在婚飞过程中只要求偶成功后,才能与雌蚊进行交配。昆虫两性间的沟通和爱人挑选首要依托性信息素通讯。性信息素是由昆虫排泄的能诱惑同种异性个别进行交尾的微量化学物质。作为婚飞的压轴戏,雄蚊向雌蚊求爱的化学言语“性信息素”,至今仍是未解之谜。

CHC是沉积在昆虫体表的一类碳氢化合物,它是许多昆虫的性信息素成分。研讨发现,参加CHC组成的基因desat1在婚飞雄蚊中的表达明显上调。假如按捺desat1的表达,相同影响按蚊婚飞和交配行为。研讨人员估测desat1或许参加了按蚊性信息素的组成。经化学剖析测定和行为测定,发现二十七烷是按蚊的性信息素活性成分,将其涂改在雄蚊腹部将明显提高雄蚊对雌蚊的性招引力。

研讨还发现,外界光信号和内源生物钟协同调控基因desat1的节律性表达,来动态操控按蚊性信息素的组成量,然后促进婚飞时雄蚊的求偶和交配,破解了按蚊两性求偶的化学通讯奥妙。

疟疾前言按蚊婚飞和求偶的奥妙 提醒了按蚊内源生物钟整合外源光和环境温度信号协同调控雄蚊在傍晚时进行婚飞的机制,受光调控的钟控基因desat1参加组成的二十七烷作为信息素促进两性求偶和交配。

据世界卫生组织WHO计算,全球每年有2-3亿由按蚊传达的新发疟疾病例,每年夺走约50万人生命,因而按蚊是地球上最丧命的动物,严峻威胁着人类健康、公共卫生和国家安全。因为疫苗的缺少,防治前言蚊虫是操控和消除蚊媒流行症的有用手法。

长期以来,蚊虫防治首要依靠化学杀虫剂,而众多运用化学农药导致蚊虫抗药性和环境污染等问题日益突出。研制新的代替东西来安全有用地操控蚊虫种群数量,然后削减蚊媒流行症火烧眉毛。近年来,蚊虫遗传防治技能的研讨发展迅速,为蚊虫的绿色防控供给了新途径。但关于雄蚊集群交配行为的产生和两性求偶通讯的机理此前尚不清楚,严峻限制了蚊虫遗传防治的使用。

该研讨极大地促进了人们对按蚊婚飞和求偶交配产生机制的了解,也为研制蚊虫绿色防控技能供给了新思路和新方法,例如经过操作蚊虫婚飞来搅扰交配或会集诱杀,使用性信息素增强雄蚊对户外雌蚊的性招引力和交配竞争力,为蚊虫遗传防治战略的高效施行奠定了理论基础,为往后削减蚊虫防治对化学农药的依靠、完成减药控蚊供给了新途径。

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