每到夏天，蚊子总是令人不堪其扰。蚊虫除了叮咬骚扰人类，还是疟疾、登革热和寨卡热等多种疾病的传播媒介。2021年1月22日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王四宝研究员领衔的研究团队在国际顶尖学术期刊《科学》上发表论文“Clock genes and environmental cues coordinate Anopheles pheromone synthesis, swarming and mating（生物钟基因、光照和环境温度协同调控疟疾媒介按蚊的性信息素合成、婚飞和交配）”，研究揭示了按蚊集群婚飞的分子机制和雌雄求偶的化学通讯奥秘。

据世界卫生组织WHO统计，全球每年有2-3亿新发疟疾病例，每年夺走约50万人生命，是地球上最致命的动物，严重威胁着人类健康、公共卫生和国家安全。由于疫苗的缺乏，防治媒介蚊虫是控制和消除蚊媒传染病的有效手段。长期以来，蚊虫防治主要依赖化学杀虫剂，而泛滥使用化学农药导致蚊虫抗药性和环境污染等问题日益突出。

因此，人们迫切需要研发新的替代工具来安全有效地控制蚊虫种群数量，从而减少蚊媒传染病。

你是否常常在夏季黄昏时，看到雄性按蚊集结成群在空中飞舞？这是雄蚊正在吸引雌蚊飞入后进行求偶交配，这种现象称为婚飞。雌蚊受精后一般余生不再交配，这为通过释放雄蚊的遗传防治技术提供了独特的优势。早在1634年就有蚊虫婚飞的观察记载，但按蚊婚飞和求偶交配的分子机制至今尚未阐明。

王四宝研究团队首先通过对野外采集的婚飞与非婚飞雄性按蚊头部基因表达的比较分析，发现两个生物钟核心基因per和tim在婚飞雄蚊的头部表达显著上调。降低per或tim的表达会显著抑制雄蚊的婚飞，进而降低交配率，表明内源生物种控制按蚊婚飞和交配。

随后，王四宝研究团队分别测定了光照和不同温度对按蚊交配活动的影响。研究发现，傍晚时持续光照和不适宜的环境温度都会影响按蚊的婚飞和交配活动。

昆虫两性间的交流和配偶选择主要依靠性信息素通讯。王四宝研究团队还发现，外界光信号和内源生物钟协同调控信息素合成基因desat1的节律性表达，来动态控制按蚊性信息素的合成量，从而促进婚飞时雄蚊的求偶和交配。

可见，按蚊婚飞交配受内源生物钟、外源光和温度信号协同调控的分子机制。团队首次鉴定出按蚊性信息素活性成分及调控基因，发现了按蚊两性求偶的化学通讯奥秘。

因此，这项研究极大地促进了人们对按蚊婚飞和求偶交配发生机制的理解，也为研发蚊虫绿色防控技术提供了新思路和新方法。

“例如通过操纵蚊虫婚飞来干扰交配或集中诱杀，也可以利用性信息素增强被绝育的雄蚊对野外雌蚊的性吸引力和交配竞争力。”王四宝研究员表示，绝育的雄蚊让雌蚊受精，受精卵并不能孵化，而雌蚊一般余生不再交配，因此可有效控制蚊虫繁殖。这一研究为蚊虫遗传防治策略的高效实施奠定了理论基础，为今后减少蚊虫防治对化学农药的依赖、实现减药控蚊提供了新途径。

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