每到夏天，蚊子总是令人不胜其扰。蚊虫除了啃咬打扰人类，仍是疟疾、登革热和寨卡热等多种疾病的传播前言。
雄蚊啃咬花蜜。本文图片 受访者 供图
雌蚊嗜血
雌蚊为了产卵及繁衍子孙需求血液弥补养分维生，而雄蚊则啃咬植物的汁液或花蜜为生。蚊子品种繁复，常见的首要有按蚊、伊蚊和库蚊三大类。其间，按蚊，又称疟蚊，首要在夜间活动，是疟疾的传播前言。据世界卫生组织WHO计算，全球每年有2-3亿新发疟疾病例，每年夺走约50万人生命，是地球上最丧命的动物，严峻威胁着人类健康、公共卫生和国家安全。
中国科学院相关科研人员介绍，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，蚊虫防治首要依托化学杀虫剂，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。因而，迫切需求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。
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。但是，现在关于雄蚊集群交配行为的产生和两性求偶通讯的机理尚不清楚，严峻限制了蚊虫遗传防治的使用。
按蚊在傍晚时婚飞和交配 (拍摄：Abdoulaye Diabate)
蚊虫在集群飞翔中完结求偶交配。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。雌蚊受精后一般余生不再交配，这为经过开释雄蚊的遗传防治技能供给了共同的优势。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。
按蚊交配 (左：雄蚊，右：雌蚊)
1月22日，汹涌新闻（www.thepaper.cn）得悉，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前言按蚊的性信息素组成、婚飞和交配）”，研讨提醒了按蚊集群婚飞的分子机制和男女求偶的化学通讯奥妙。
王四宝研讨员正在调查按蚊求偶行为
王四宝研讨团队归纳运用比较转录组、分子生物学、时刻生物学、化学生态学、代谢组学、行为学等多学科穿插研讨手法，提醒了按蚊婚飞和交配产生的机制。首要，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，标明内源生物种操控按蚊婚飞和交配。
疟疾前言按蚊婚飞和求偶的奥妙
因为地球的自转，环境光照和温度出现昼夜周期性改变。按蚊挑选在夏日傍晚时分进行婚飞，那时户外光线暗淡、温度适合，那么光照和温度这两个重要的环境信号是否参加调控了按蚊的婚飞和交配行为呢？为此，王四宝研讨团队别离测定了光照和不同温度对按蚊交配活动的影响。研讨发现，傍晚时继续光照和不适合的环境温度都会影响按蚊的婚飞和交配活动。进一步研讨发现，光照和温度对按蚊婚飞和交配的影响是经过调控生物钟基因per和tim的表达来完成的，然后提醒了内源生物钟经过整合外源光照和温度信号来协同调控按蚊在夏日傍晚时进行婚飞和交配的分子机制。
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。基因表达谱剖析还发现一个参加昆虫表皮碳氢化合物（CHC）组成的基因desat1在婚飞雄蚊中的表达明显上调。搅扰按捺desat1的表达相同影响按蚊婚飞和交配行为。CHC是沉积在昆虫体表、由碳和氢两种元素组成的一类烃类物质，是昆虫表皮蜡层的首要成分，其不只能够避免体内水分流失、供给维护效果，还可作为信息化合物（如性信息素），在昆虫求偶辨认和通讯沟通中发挥重要效果。
研讨人员估测desat1或许参加了按蚊性信息素的组成。为了判定对按蚊求偶交配起调控效果的CHC成分，研讨人员使用气相色谱-质谱联用技能剖析在按捺desat1表达后雄蚊CHC的组分改变，发现二十七烷等明显削减。风趣的是，腹部涂抹了人工组成的二十七烷的雄蚊对雌蚊的性招引力明显进步，并增加了雌蚊的受精率，标明二十七烷是按蚊的性信息素活性成分。进一步研讨发现，desat1 的表达呈节律性振动，且受光照和生物钟基因per和tim的调控，标明desat1是受光信号调控的生物钟操控基因。这些结果标明，外界光信号和内源生物钟协同调控信息素组成基因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。
为了验证per、tim、desat1是否也调控非洲疟疾前言—冈比亚按蚊(Anopheles gambiae)的婚飞和交配行为，王四宝研讨团队与美国约翰·霍普金斯大学Marcelo Jacobs-Lorena教授、美国国立卫生研讨院的 Joel Vega-Rodriguez团队协作，证明了中心生物钟基因(per、tim)和钟控基因desat1在调控不同按蚊婚飞和交配中具有相同的功用。此外，联合Marcelo Jacobs-Lorena教授、Joel Vega-Rodriguez博士和西非布基纳法索国家的桑特科学研讨所Diabate Abdoulaye研讨团队在布基纳法索的博迪乌拉索区域展开了户外测验研讨，证明了在户外自然环境中生物钟基因调控按蚊婚飞和交配行为的功用与效果。