科學家揭開“瘧蚊”婚飛和求偶奧秘

1月22日，中國科學院分子植物科學卓越中心研究員王思寶的一項新研究線上發表在《科學》雜志上。結果揭示了蚊子群飛行的分子機制以及雌雄求偶化學通訊的奧秘。

在蚊子中，雌性蚊子需要血液來補充營養，以便産卵和繁殖後代，而雄性蚊子則以植物汁或花蜜為生。常見的蚊子主要由蚊子、埃及伊蚊和ku蚊子三大類。其中，蚊子又稱瘧疾蚊子，主要在夜間活動，是瘧疾的傳播媒介。

在夏季的黃昏時分，雄性成群結隊地湧向空中，吸引雌性蚊子飛進來交配，這種現象被稱為婚姻。雖然蚊子的婚姻逃亡早已被記錄，但根據蚊子的婚姻和求偶的分子機制尚未明确。王思寶的團隊利用多學科、跨領域的研究方法，揭示了蚊子傳播的婚姻和交配機制。

研究人員比較了已婚和未婚飛行雄性中蚊子頭部的基因表達，發現兩個生物鐘的核心基因顯着增加了雄性和另一個生物的頭部的表達。減少每節或颞的表達會顯著抑制雄性蚊子的結合，進而降低交配率。此外，研究人員發現，持續的光線和晚上不适當的環境溫度都會影響蚊子的婚禮和交配活動，這是通過調節生物鐘基因per和tim的表達來實作的。

昆蟲和配偶之間的交流主要依賴于微量化學物質 - 性資訊素 - 這些化學物質會引誘異性戀個體到他們關系的盡頭，蚊子也是如此。但是，雄性蚊子在婚姻中向雌性蚊子求愛的化學語言"性資訊素"仍然是一個未解之謎。研究人員分析了基因表達譜，發現雄性蚊子中基因desat1的表達顯着增加。幹擾抑制了desat1的表達，也根據蚊子影響飛行和交配的行為。進一步的研究發現，desat1的表達有節奏地振蕩，并受光和生物鐘基因per和tim的調節，表明desat1是由光信号調節的生物鐘控制基因。

為了驗證per，tim和desat1是否也調節非洲瘧疾病媒，甘比亞的蚊子傳播的飛行和交配行為，Wang的團隊與美國學者合作，證明核心生物鐘基因（per，tim）和時鐘控制的基因desat1在調節不同的蚊子傳播的飛行和交配方面具有相同的功能。此外，與國際研究小組合作，在布基納法索進行了戶外測試研究，以确認生物鐘基因在室外自然環境中調節蚊子傳播的飛行和交配行為的功能和功能。

專家表示，這項研究促進了對蚊子交配和求偶機制的認識，也為開發蚊子綠色防控技術提供了新的思路和方法。例如，通過操縱蚊子的婚姻來幹擾交配或集中誘殺，使用性資訊素來增強雄性蚊子對野外雌性蚊子的性吸引力，以及通過交配殺死雌性蚊子的競争力。（黃鑫）

來源：中國科學學報