Science：揭示采采蝇的挥发性性信息素，有助于控制锥虫病传播

采采蝇（tsetse flies）是在撒哈拉以南非洲引起人类和动物疾病的锥虫的载体。历史上，采采蝇和它们传播的锥虫对这个地区的健康和发展产生了极为不利的影响。由于锥虫病对人类和家畜的影响，采采蝇仍然是该地区农村贫困的一个主要原因。此外，由于气候变化，预计采采蝇的地理范围将扩展到新的地区，从而使更多的人和家畜面临危险。尽管进行了一个多世纪的采采蝇研究，但尚未发现挥发性的性信息素。由于信息素已被成功地用于控制多种其他昆虫，因此在采采蝇中鉴定信息素可能有助于控制它们和锥虫病。

为了确定采采蝇的挥发性信息素，来自美国耶鲁大学的研究人员在一项新的研究中，使用了气相色谱-质谱法（GC-MS）。他们研究了采采蝇对信息素的行为反应以及对其他喷洒了信息素的采采蝇的行为反应。为了阐明信息素的细胞效应，他们分析了它们在采采蝇触角的嗅觉神经元中引起的电生理反应。他们同时分析了雄性和雌性采采蝇。尽管他们关注采采蝇（Glossina morsitans），但他们也使用了相关物种Glossina fuscipes，即导致非洲人类锥虫病病例最多的物种。他们还研究了锥虫感染对采采蝇的化学特征和性行为的影响。相关研究结果发表在2023年2月17日的Science期刊上，论文标题为“A volatile sex attractant of tsetse flies”。

当引入一种简单的交配模式时，成对的采采蝇在几秒钟内开始交配。如果该诱饵被掺入了雌性采采蝇提取物，单只雄性采采蝇就会降落在该诱饵上并保持几分钟，但如果该诱饵被掺入了雄性采采蝇提取物则不会如此。通过使用GC-MS，这些作者确定棕榈油酸甲酯（methyl palmitoleate, MPO）、油酸甲酯（methyl oleate, MO）和棕榈酸甲酯（methyl palmitate, MP）是由采采蝇产生的能引起强烈行为反应的挥发性化合物。这三种化合物都有一个16碳的非支链骨架。他们专注于MPO，它在这种诱饵实验中引起雄性采采蝇的强烈反应。这种反应依赖于采采蝇的触角。在T型迷宫中，MPO也引起了雄性采采蝇的吸引反应。雄性采采蝇飞向涂有MPO的雌性Glossina fuscipes，而不飞向未涂有MPO的作为对照的Glossina fuscipes。

采采蝇的挥发性化学物。图片来自Science, 2023, doi:10.1126/science.ade1877。

这些作者描述了采采蝇和Glossina fuscipes触角的嗅觉神经元。他们确定了采采蝇触角上对MPO有反应的一类神经元。这种反应在性别上是二态的，这类神经元也对某些在野外吸引采采蝇的气味有反应。在他们的生理或行为测试中，MPO对Glossina fuscipes几乎没有任何影响。这两种物种的信息素谱是不同的。值得注意的是，用锥虫感染已交配的采采蝇后，它们的化学物库中出现了21种小分子挥发性化合物。感染也降低了雌性采采蝇的性接受能力。

综上所述，这些作者确定了采采蝇的一种挥发性性吸引剂。MPO引起了性别特异的行为效应，并唤起了性别二态的生理反应。它还能引起物种特异性的行为效应和生理效应。他们的研究工作有助于探索MPO是否对控制采采蝇有用。他们还发现，感染锥虫会影响采采蝇的化学物图谱和性行为。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Shimaa A. M. Ebrahim al. A volatile sex attractant of tsetse flies. Science, 2023, doi:10.1126/science.ade1877.