浙江大学方卫国等通过改造绿僵菌挥发长叶烯,提出了“诱杀一体”蚊虫绿色防控策略!

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来源:iNature
2025-10-31 17:23:16
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核心提示:化学杀虫剂一直是控制蚊子的主要方法,但近年来,蚊子对这些化合物产生了抗药性。

化学杀虫剂一直是控制蚊子的主要方法,但近年来,蚊子对这些化合物产生了抗药性。绿僵菌真菌正在成为有前途的替代品,可以用少量孢子杀死蚊子。先前的研究表明,受真菌感染的毛虫会吸引蚊子。然而,这种吸引力的机制和潜在应用是缺乏的。2025年10月24日,浙江大学方卫国、黄健华、美国马里兰大学Raymond J. St. Leger、江苏省血吸虫病防治研究所曹俊共同通讯在Nature Microbiology(IF=19.4)在线发表题为“Engineered Metarhizium fungi produce longifolene to attract and kill mosquitoes”的研究论文,该研究对绿僵菌进行工程化改造,使其能释放挥发性信号分子长叶烯(Longifolene),高效诱杀多种蚊子,为蚊媒疾病的生物防治提供了一个创新策略。

蚊子是地球上最危险的动物,估计有20亿人面临严重的蚊媒疾病风险,包括疟疾、登革热和基孔肯雅病。化学杀虫剂一直是控制蚊子的主要方法,但是蚊子已经获得了足够的抵抗力,使得杀虫剂失效。绿僵菌真菌因其生态友好性和对杀虫剂抗性蚊子的功效而成为有前途的替代品,甚至增加了它们对化学杀虫剂的敏感性。

绿僵菌的有效性在很大程度上取决于感染率,因为一些平沙绿僵菌菌株可以杀死带有少量孢子的蚊子。通常,绿僵菌孢子与吸引蚊子的外部物理或化学线索一起使用。以前的半田间试验使用孢子油,涂在吸引蚊子的黑布上。这种控制方法仅对室内吸血雌蚊实现了相当高的感染率(~75%),并且不适用于室外蚊虫控制。蚊子利用嗅觉来寻找宿主、采集花蜜和产卵,这可以用来吸引它们进入陷阱。然而,目前的捕蚊器既昂贵又笨重,需要多种商业引诱剂才能有效。尽管宿主引诱剂增加了绿僵菌孢子的传播,但这限制了它们在真菌中的应用。

孢子通过体壁与前肠侵染大蜡螟,并通过消化道排出体外(Nature Microbiology )

在这里,研究人员表明绿僵菌定居的昆虫尸体释放挥发性长叶烯来吸引和感染健康的昆虫,促进孢子传播。该研究确定了果蝇和白纹伊蚊中负责气味的受体。对强毒蚊虫病原体平沙绿僵菌进行工程改造,使其表达松树长叶烯合酶,从而在培养基上产生大量长叶烯。转基因孢子能有效地引诱和杀死雌雄白纹伊蚊、中华按蚊和尖音库蚊。野外捕获的蚊子的吸引力不受人类存在的影响,但吸引蚊子的开花植物与转基因平沙木兰竞争吸引力,尽管死亡率保持在90%以上。这项研究发现了绿僵菌通过诱杀昆虫来主动扩散孢子的现象及其机制,深化了对这类真菌环境存续机制的理解。通过工程化改造绿僵菌使其在培养基时仍能释放高水平长叶烯以引诱蚊虫,提高在蚊虫上的接种率,达到快速杀死蚊虫的目标,为解决蚊媒疾病难防这一全球性难题提出了一个新策略。

参考信息:

https://www.nature.com/articles/s41564-025-02155-9

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