科研进展

20-羟基蜕皮激素决定蚊幼虫发育时间的性别差异

全球范围内,疟疾、登革热、寨卡病毒病等蚊媒传染病仍然是严重的公共卫生问题,严重威胁着人类的健康。长期、大规模使用传统化学杀虫剂所带来的蚊虫抗药性、农药残留和环境污染等问题日益突出,使得其已无法有效应对近年来不断爆发的蚊媒传染病。基于Wolbachia的胞质不相容技术(incompatible insect technique, IIT)和基于射线辐照的绝育昆虫技术(sterile insect technique, SIT),可对野外目标蚊种进行有效种群压制,是全新的、高效且环境友好的蚊媒控制方法之一。在全球多个国家和地区进行的野外释放试验显示出高效的种群压制效果。因这两种技术仅释放雄蚊,雌、雄分离为其应用过程的关键环节之一。目前基于雌、雄蛹体型大小和化蛹时间差异的雌、雄分离方法耗时、耗力、且依赖昂贵的仪器设备,不利于此类新技术的推广应用。

近日,我所张美春博士在国际期刊《Nature Communications》(一区Top期刊,IF:14.7)发表研究型论文《Early attainment of 20-hydroxyecdysone threshold shapes mosquito sexual dimorphism in developmental timing》,本研究以登革热主要传播媒介白纹伊蚊和埃及伊蚊为模型,以临界体重为切入点,系统分析了20E与临界体重的关系、四龄幼虫发育早期的基础20E水平如何影响发育时间,特别是基础20E水平与发育时间性别差异的关系。最后,在上述研究结果的基础上提出了全新的雌雄分离的概念:即基于发育时间的性别差异和特殊发育窗口期对20E的高度敏感性,利用简单的20E处理即可特异性的导致雌性的高死亡率和最终达到90%以上的高雄性比。研究结果为深刻理解蚊幼虫的发育机制和开发更加高效、简便的雌雄分离方法提供了坚实的理论基础。

江苏省血吸虫病防治研究所张美春博士为本文的第一作者,美国密西根州立大学(Michigan State University)的奚志勇教授为本论文的通讯作者。原文链接:Early attainment of 20-hydroxyecdysone threshold shapes mosquito sexual dimorphism in developmental timing | Nature Communications