Nature Communications | 博彩公司排名 张东京副教授研究发现雄性交配骚扰可增强昆虫不育技术(SIT)控制伊蚊效果
昆虫不育技术(SIT)通过在目标区域持续大量释放经辐照绝育的雄虫,利用它们与野外雌虫交配诱导不育,达到降低目标害虫种群密度的目的。害虫种群密度的降低效率与绝育雄虫和野生雄虫的比例直接相关。持续的释放措施会使得区域内绝育雄虫的数量远远大于野生雄虫/雌虫的数量,最终导致严重“不对称”的雄雌比(雄多雌少,即高雄雌比)。事实上,高雄雌比在SIT项目中并不少见,如在SIT控制采采蝇种群的现场试验中,绝育雄蝇与野生雄/雌蝇的比例可高达100:1。
在有性繁殖的昆虫中,交配的次数会影响昆虫的寿命。多数雌性昆虫一生只需一次或数次交配即可成功繁殖。雌虫倾向于少交配,且通常会拒绝多次交配,而雄虫偏好多次交配。这种性别间的交配偏好差异导致雄虫经常持续骚扰雌虫以获得交配权。大多数情况下,伊蚊属雌蚊一生只接受一次有效交配,其储存的精子满足雌蚊一生的产卵需求。自然条件下,蚊虫的雄雌比接近1:1,但在释放绝育雄蚊的区域,会存在高雌雄比,过多的雄蚊对雌蚊习性和种群压制的影响如何,尚未有相关报导。
2024年3月4日,博彩公司排名 吴忠道和郑小英教授团队联合国际原子能机构(IAEA)、暨南大学、新加坡环境保护署(NEA)等单位,在Nature Communications期刊上发表了题为“Mating harassment may boost the effectiveness of the sterile insect technique for Aedes mosquitoes”的研究成果,首次在实验室、半现场和现场条件下发现登革热媒介伊蚊在高雄雌比条件下,存在明显的雄蚊交配骚扰雌蚊现象,导致雌蚊寿命和吸血成功率显著降低。
首先作者在实验条件下设置不同的雄雌比(埃及伊蚊雄雌比为1:3,49:1和99:1;白纹伊蚊雄雌比为1:3,50:1和100:1)观察雌蚊寿命。研究发现随着雄雌比增加,雌蚊的寿命显著下降。以白纹伊蚊为例,在100:1的比例下,第8天雌蚊的死亡率高达40%,而对照组(1:3)雌蚊死亡率仅为3.8%。视频拍摄记录到了在高雌雄比条件下,雌蚊不断遭受雄蚊的骚扰,特别是当雌雄比达到99:1时,伊蚊雌蚊甚至无法进食(下图左),只能躲在笼子底部以避免雄蚊的骚扰。而雌蚊的任何一次飞行尝试,都会吸引更多雄蚊前来捕获雌蚊以争夺交配权(下图右)。因此,作者认为雌蚊的高死亡率可能是过多雄蚊骚扰限制了雌蚊的觅食,从而导致雌蚊的死亡率增加。
既然阻断觅食是雌蚊死亡率升高的主要因素,那么在高雄雌比条件下,雌蚊的吸血成功率是否会受到影响?为了解答这个问题,作者在半现场测试条件下采用三种不同的喂血方式,包括离体血液、志愿者、活体小鼠,发现当雄雌比高于30:1时,雌蚊的吸血成功率会显著下降。
随后在开放的现场试验中也观察到类似的结果。在一个释放区域为1.17公顷的野外现场,作者通过14周持续释放绝育雄蚊,基于成蚊诱捕器评估发现雌蚊密度降低了约40%;而基于人诱法评估发现雌蚊的叮咬率下降了80%。进一步对比发现人诱法获得的雄雌比接近100:1,远高于诱捕器获得雌雄比(约12.5:1)。作者推测,由于雄蚊大量聚集到人体周围以寻求与雌蚊交配,雌蚊靠近人时会被雄蚊骚扰、捕获,导致雌蚊无法完成吸血活动。
综上,作者认为释放的不育雄蚊除了诱导雌蚊不育从而降低蚊媒种群密度之外,大量不育雄蚊存在于野外时,可以带来额外的益处,即通过交配骚扰降低雌蚊寿命和吸血成功率,而这两项指标是影响蚊媒传播疾病的两个关键因素。因此,雄蚊交配骚扰可能会降低蚊媒传播疾病的概率。最终作者提出SIT具有双重作用机制,既降低蚊虫种群的生殖能力,又通过影响雌蚊的行为降低其取食成功率,进一步提升SIT的作用效果。
博彩公司排名-博彩公司评级 张东京副教授、王刚博士后、IAEA Hamidou Maiga博士、Mame Thierno Bakhoum博士、暨南大学李永军副教授为论文的共同第一作者。IAEA Jeremy Bouyer博士为论文的通讯作者。博彩公司排名 吴忠道教授、郑小英教授和吴瑜副教授,美国密歇根州立大学奚志勇教授对此研究做出了重要贡献。本研究受到国家重点研发计划、国家自然科学基金、核能开发项目、广东省科技计划、盖茨基金会、国际原子能机构CRP等项目支持,同时得到中山大学热带病防治研究教育部重点实验室、国家原子能机构核技术(昆虫不育)研发中心、国际原子能机构协作中心、广东省媒介防控工程技术研究中心等科研平台的大力支持。