研讨提醒疟疾序言按蚊婚飞和求偶的奥妙

蚊虫除了叮咬骚扰人类，照样疟疾、登革热和寨卡热等疾病的传达序言。按蚊是疟疾的传达序言，是以也被称为疟蚊。疟蚊残虐每年形成环球年夜量新发疟疾病例，由此而灭亡的人数较多，重大威逼人类安康、公共卫生和国度平安。因为缺乏疫苗，防治序言蚊虫是节制和打消蚊媒沾染病的无效伎俩。然而，蚊虫防治恒久依赖化学杀虫剂，众多使用化学农药招致蚊虫抗药性和情况净化等成绩日益突出。是以，人们迫切必要研收回新的替代对象以平安无效地节制蚊虫种群数目。近年来，蚊虫遗传防治技术的研讨倒退迅速，为蚊虫的绿色防控提供了新路径。但今朝，学界尚不分明雄蚊集群交配行动的产生和两性求偶通信的机理，这制约了蚊虫防治的利用。

蚊虫在集群航行中实现求偶交配，冬季黄昏时，雄性按蚊集结成群在地面飘动，吸引雌蚊飞入落后行求偶交配，这种征象称为婚飞。雌蚊受精后普通余生不再交配，这为通过开释雄蚊的防治技术提供了共同劣势。早在1634年就有蚊虫婚飞的察看记录，但按蚊婚飞和求偶交配的分子机制至今尚未说明。

1月22日，中国迷信院分子动物迷信杰出立异中间研讨员王四宝领衔的研讨团队在《迷信》上，颁发题为Clock genes and environmental cues coordinate Anopheles pheromone synthesis， swarming and mating的研讨论文。该研讨提醒了按蚊集群婚飞的分子机制和牝牡求偶的化学通信奥妙。

研讨团队综合运用比拟转录组、分子生物学、光阴生物学、化学生态学、代谢组学、行动学等多学科穿插研讨伎俩，提醒了按蚊婚飞和交配产生的机制。研讨职员通过对野外采集的婚飞与非婚飞雄性按蚊头部基因表白转录组阐发，发现两个生物钟焦点基因period (per)和timeless (tim)在婚飞雄蚊的头部表白显着上调。下降per或tim的表白会显着克制雄蚊的婚飞，进而下降交配率，标明内源生物钟节制按蚊婚飞和交配。

因为地球的自转，情况光照和温度呈日夜周期性变动。按蚊选择在冬季黄昏时候进行婚飞，该时段户外光线暗淡、温度合适，那么光照和温度这两个紧张的情况旌旗灯号是否参加调控了按蚊的婚飞和交配行动呢？为此，研讨团队别离测定了光照和分歧温度对按蚊交配运动的影响。研讨发现，薄暮时继续光照和不合适的情况温度均会影响按蚊的婚飞和交配运动。进一步研讨发现，光照和温度对按蚊婚飞和交配的影响通过调控生物钟基因per和tim的表白来完成，从而提醒了内源生物钟通过整合外源光照和温度旌旗灯号来协同调控按蚊在冬季黄昏时进行婚飞和交配的分子机制。

雄性按蚊在婚飞进程中只有胜利求偶后，能力与雌蚊进行交配。性信息素是虫豸两性间交流和偶配选择的次要通信旌旗灯号，但按蚊的性信息素尚未报道。基因表白谱阐发发现，一个参加虫豸表皮碳氢化合物（Cuticular hydrocarbon， CHC）合成的去饱和酶desaturase 1编码基因desat1在婚飞雄蚊中的表白显着上调。RNAi烦扰克制desat1的表白异样影响按蚊婚飞和交配行动。CHC是较多虫豸的性信息素身分，推测desat1能够参加了按蚊性信息素的合成。为了鉴定对按蚊求偶交配起调控作用的CHC身分，研讨团队应用气相色谱-质谱联用技术（GC-MS），比拟了敲低desat1表白后的雄蚊CHC的组分变动，发现二十三烷和二十七烷等显着削减。腹部涂抹了人工合成的二十七烷的雄蚊对雌蚊的性吸引力显着进步，并添加了雌蚊的受精率，这标明二十七烷是按蚊的性信息素活性身分。进一步研讨发现，desat1的表白呈节律性振荡，且受光照和生物钟基因per和tim的调控，标明desat1是受光旌旗灯号调控的钟控基因。这些成果标明，外界光旌旗灯号和内源生物钟协同调控信息素合成基因desat1的节律性表白以动静节制按蚊性信息素的合成量，从而匆匆进婚飞时雄蚊的求偶和交配。

为了验证per、tim、desat1是否也调控非洲疟疾序言——冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）的婚飞和交配行动，王四宝研讨团队与美国约翰·霍普金斯年夜学传授Marcelo Jacobs-Lorena团队、美国国立卫生研讨院的Joel Vega-Rodriguez团队单干，证明了焦点生物钟基因（per、tim）和钟控基因desat1在调控分歧按蚊婚飞和交配中具备雷同的功效。此外，结合Marcelo Jacobs-Lorena、博士Joel Vega-Rodriguez和西非布基纳法索国度的桑特迷信研讨所研讨员Diabate Abdoulaye团队在布基纳法索的博博迪乌拉索地域展开了户外测试研讨，证明了在户外自然情况中生物钟基因调控按蚊婚飞和交配行动的功效与作用。

该研讨体系深化地提醒了按蚊婚飞交配受内源生物钟基因与外源光和温度旌旗灯号互作协同调控的分子机制；初次鉴定出按蚊性信息素活性身分，发现了按蚊两性求偶的化学通信奥妙。该研讨匆匆进了学界对按蚊婚飞和求偶交配产生机制的懂得，为研发蚊虫绿色防控技术提供了新思绪和新办法，例如，通过把持蚊虫婚飞以烦扰交配或集中诱杀，应用性信息素加强雄蚊对野外雌蚊的性吸引力和交配竞争力，为蚊虫防治战略的高效施行奠基了实际根底，为减药控蚊提供了新路径。(100yiyao.com）