中大新聞網(wǎng)訊（通訊員張玉琦）昆蟲不育技術(shù)（SIT）通過在目標(biāo)區(qū)域持續(xù)大量釋放經(jīng)輻照絕育的雄蟲，利用它們與野外雌蟲交配誘導(dǎo)不育，達(dá)到降低目標(biāo)害蟲種群密度的目的。害蟲種群密度的降低效率與絕育雄蟲和野生雄蟲的比例直接相關(guān)。持續(xù)的釋放措施會(huì)使得區(qū)域內(nèi)絕育雄蟲的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于野生雄蟲/雌蟲的數(shù)量，最終導(dǎo)致嚴(yán)重“不對稱”的雄雌比（雄多雌少，即高雄雌比）。事實(shí)上，高雄雌比在SIT項(xiàng)目中并不少見，如在SIT控制采采蠅種群的現(xiàn)場試驗(yàn)中，絕育雄蠅與野生雄/雌蠅的比例可高達(dá)100:1。
在有性繁殖的昆蟲中，交配的次數(shù)會(huì)影響昆蟲的壽命。多數(shù)雌性昆蟲一生只需一次或數(shù)次交配即可成功繁殖。雌蟲傾向于少交配，且通常會(huì)拒絕多次交配，而雄蟲偏好多次交配。這種性別間的交配偏好差異導(dǎo)致雄蟲經(jīng)常持續(xù)騷擾雌蟲以獲得交配權(quán)。大多數(shù)情況下，伊蚊屬雌蚊一生只接受一次有效交配，其儲(chǔ)存的精子滿足雌蚊一生的產(chǎn)卵需求。自然條件下，蚊蟲的雄雌比接近1:1，但在釋放絕育雄蚊的區(qū)域，會(huì)存在高雌雄比，過多的雄蚊對雌蚊習(xí)性和種群壓制的影響如何，尚未有相關(guān)報(bào)導(dǎo)。
2024年3月4日，中山醫(yī)學(xué)院院吳忠道和鄭小英教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）、暨南大學(xué)、新加坡環(huán)境保護(hù)署（NEA）等單位，在Nature Communications期刊上發(fā)表了題為“Mating harassment may boost the effectiveness of the sterile insect technique for Aedes mosquitoes”的研究成果，首次在實(shí)驗(yàn)室、半現(xiàn)場和現(xiàn)場條件下發(fā)現(xiàn)登革熱媒介伊蚊在高雄雌比條件下，存在明顯的雄蚊交配騷擾雌蚊現(xiàn)象，導(dǎo)致雌蚊壽命和吸血成功率顯著降低。
研究團(tuán)隊(duì)首先在實(shí)驗(yàn)條件下設(shè)置不同的雄雌比（埃及伊蚊雄雌比為1:3，49:1和99:1；白紋伊蚊雄雌比為1:3，50:1和100:1）觀察雌蚊壽命。研究發(fā)現(xiàn)隨著雄雌比增加，雌蚊的壽命顯著下降。以白紋伊蚊為例，在100:1的比例下，第8天雌蚊的死亡率高達(dá)40%，而對照組（1:3）雌蚊死亡率僅為3.8%。視頻拍攝記錄到了在高雌雄比條件下，雌蚊不斷遭受雄蚊的騷擾，特別是當(dāng)雌雄比達(dá)到99:1時(shí)，伊蚊雌蚊甚至無法進(jìn)食（下圖左），只能躲在籠子底部以避免雄蚊的騷擾。而雌蚊的任何一次飛行嘗試，都會(huì)吸引更多雄蚊前來捕獲雌蚊以爭奪交配權(quán)（下圖右）。因此，作者認(rèn)為雌蚊的高死亡率可能是過多雄蚊騷擾限制了雌蚊的覓食，從而導(dǎo)致雌蚊的死亡率增加。
高雄雌比例下絕育雄性伊蚊對雌蚊的騷擾
既然阻斷覓食是雌蚊死亡率升高的主要因素，那么在高雄雌比條件下，雌蚊的吸血成功率是否會(huì)受到影響？為了解答這個(gè)問題，研究團(tuán)隊(duì)在半現(xiàn)場測試條件下采用三種不同的喂血方式，包括離體血液、志愿者、活體小鼠，發(fā)現(xiàn)當(dāng)雄雌比高于30:1時(shí)，雌蚊的吸血成功率會(huì)顯著下降。
隨后在開放的現(xiàn)場試驗(yàn)中也觀察到類似的結(jié)果。在一個(gè)釋放區(qū)域?yàn)?.17公頃的野外現(xiàn)場，研究團(tuán)隊(duì)通過14周持續(xù)釋放絕育雄蚊，基于成蚊誘捕器評估發(fā)現(xiàn)雌蚊密度降低了約40%；而基于人誘法評估發(fā)現(xiàn)雌蚊的叮咬率下降了80%。進(jìn)一步對比發(fā)現(xiàn)人誘法獲得的雄雌比接近100:1，遠(yuǎn)高于誘捕器獲得的雌雄比（約12.5:1）。研究團(tuán)隊(duì)推測，由于雄蚊大量聚集到人體周圍以尋求與雌蚊交配，雌蚊靠近人時(shí)會(huì)被雄蚊騷擾、捕獲，導(dǎo)致雌蚊無法完成吸血活動(dòng)。
綜上，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為釋放的不育雄蚊除了誘導(dǎo)雌蚊不育從而降低蚊媒種群密度之外，大量不育雄蚊存在于野外時(shí)，可以帶來額外的益處，即通過交配騷擾降低雌蚊壽命和吸血成功率，而這兩項(xiàng)指標(biāo)是影響蚊媒傳播疾病的兩個(gè)關(guān)鍵因素。因此，雄蚊交配騷擾可能會(huì)降低蚊媒傳播疾病的概率。最終研究團(tuán)隊(duì)提出SIT具有雙重作用機(jī)制，既降低蚊蟲種群的生殖能力，又通過影響雌蚊的行為降低其取食成功率，進(jìn)一步提升SIT的作用效果。
中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院張東京副教授、博士后王剛，IAEA Hamidou Maiga博士、Mame Thierno Bakhoum博士，暨南大學(xué)李永軍副教授為論文的共同第一作者。IAEA Jeremy Bouyer博士為論文的通訊作者。中山醫(yī)學(xué)院吳忠道教授、鄭小英教授和吳瑜副教授，美國密歇根州立大學(xué)奚志勇教授對本研究做出了重要貢獻(xiàn)。本研究受到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、核能開發(fā)項(xiàng)目、廣東省科技計(jì)劃、蓋茨基金會(huì)、國際原子能機(jī)構(gòu)CRP等項(xiàng)目支持，同時(shí)得到中山大學(xué)熱帶病防治研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家原子能機(jī)構(gòu)核技術(shù)（昆蟲不育）研發(fā)中心、國際原子能機(jī)構(gòu)協(xié)作中心、廣東省媒介防控工程技術(shù)研究中心等科研平臺(tái)的大力支持。
