米兰官网-给蝗虫“集结”按下“刹车键”—新闻—科学网

蝗虫群聚是蝗灾发作的焦点因素。这些农业害虫为什么会“集结”？2020年，中国科学院院士、中国科学院动物研究所研究员康乐团队发明，蝗虫的群聚依靠在一种化学旌旗灯号——信息素4-乙烯基苯甲醚（4VA）。那末，这类化学旌旗灯号是怎样合成的？

此刻，康乐团队与北京年夜学传授雷晓光团队互助，展现了其暗地里的合成机制，并鉴定出要害合成酶并开发出特异性按捺剂，初次实现对于蝗虫群聚举动的精准化学调控，为全世界农业害虫绿色防控提供了革命性计谋。相干研究北京时间6月25日发表在《天然》。

蝗虫。

打开蝗虫群聚“黑箱”

当蝗灾发生时，成千上万的蝗虫老是集群而来，铺天盖地，风险植物。

但事实上，蝗虫并不是生来就是群居状况。凡是，人们看到是散居的绿色蝗虫，它们相对于暖和，风险不年夜。然而，当蝗虫堆积于一路，种群密度较高时，它们的体色会逐渐酿成黑棕色，迅速孳生，并吸引周围的同类插手，飞快吞食所颠末地域的农作物及其他植物，激发严峻经济丧失。

群散居蝗虫对于比。

成群的蝗虫很难管理，而年夜量利用化学农药，会造成生态情况污染。可否经由过程生物手腕不让蝗虫集群，从而节制蝗灾呢？2020年，康乐团队发明4VA会引起蝗虫堆积后，为这一设法提供了前途。

然而，这类信息素怎样于蝗虫体内合成？为什么仅群居型蝗虫能孕育发生该物资？仍是未解之谜。

这次研究中，互助团队经由过程不变同位素标志试验，初次绘制出4VA的合成“线路图”：当一只蝗虫于吞食植物时，其群聚信息素的生物合成绩最先了，它会接收植物的氨基酸苯丙氨酸，历经肉桂酸、对于羟基肉桂酸，随血淋巴扩散转化为4-乙烯基苯酚（4VP），终极于甲基转移酶——4VPMT1及4VPMT2（如下简称4VPMTs）的催化下天生4VA。

值患上存眷的是，蝗虫可直接从植物中获取前体物资，仅需两步反映便可合成信息素，揭示出高效节能的进化计谋。

简朴地说，康乐暗示，蝗虫这类“借植物原料，筑‘集结’旌旗灯号”的合成计谋，极年夜晋升了蝗虫的信息素合成效率。

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给蝗虫群聚装上“智能刹车”

研究团队发明，散居与群居蝗虫的区分，要害于在4VP到4VA的甲基化步调。群居型蝗虫体内4VPMTs的表达量随种群密度升高而激增，如同“份子开关”节制4VA的开释。当经由过程RNA滋扰技能按捺这两种酶的表达后，群居蝗虫显著向散居举动改变。

以此为靶点，他们设计筛选出小份子按捺剂4-硝基苯酚（4NP）——其与酶的联合亲及力比自然底物4VP更高，能竞争性盘踞活性位点，于0.1纳摩尔的极低浓度下便可按捺4VA合成。

试验显示，饲喂喷洒4NP的麦苗后，群居蝗虫的4VA开释量显著降落，群聚举动显著向散居举动改变。与此近似，纵然对于散居蝗虫举行群聚化处置惩罚，4NP仍能阻断其向群居举动改变。

“这相称在给蝗虫群聚举动装上了‘智能刹车’。” 雷晓光比方说，4NP作为底物近似物，与4VPMTs的特异性彼此作用，既能滋扰4VA的合成通路，又能防止其他代谢通路时孕育发生的脱靶效应。

蝗虫群聚信息素4VA的生物合成解码与举动操控。

害虫防控迎来新里程碑

虫豸信息素作为维系虫豸种内协同与种间互作的焦点化学纽带，其功效机制的深度解析与立异运用，始终是害虫绿色防控范畴的前沿核心与攻坚标的目的。

中国农业科学院植物掩护研究所研究员吴孔明院士评价称，该系列研究不仅弥补了虫豸化学通信合成机制研究与靶向调控的主要空缺，更创始了“以生物信息流为靶点”的害虫防控新思绪，标记着害虫防控迈入“智能调控时代”。

中国科学院院士、中国科学院微生物研究所研究员高福指出，其“布局解析-机制阐明-药物设计-功效调控”的全流程立异范式，具备广泛借鉴意义。上海交通年夜学传授刘文则暗示，蝗虫使用植物代谢产品合成信息素的“取巧”计谋，为理解虫豸与植物的协同进化提供了新视角。

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经由过程滋扰害虫化学通信而非直接鸩杀，实现精准、绿色防控，为害虫管理斥地了全新路径。下一步，研究团队但愿，可以或许进一步开发出可三木SEO-以或许按捺蝗虫群聚信息素的更多候选化合物。

中国科学院动物研究所郭晓娇、北京年夜学高磊、中国科学院动物研究所博士生李世炜为论文配合第一作者，康乐、雷晓光为配合通信作者。中国科学院动物研究所、北京年夜学与河北年夜学的多位研究生为本研究做出了主要孝敬。该事情获得了国度天然科学基金项目、国度重点研发规划及新基石基金会等的撑持。

相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-025-09110-y