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題圖 | Pixabay
撰文 | 宋文法
蚊、蠅等昆蟲是許多疾病和農業安全的傳播媒介,每年造成大量人類感染與死亡,并嚴重威脅農業種植安全,化學殺蟲劑易引發抗藥性、環境污染、殘留等問題,因此,尋找安全、低成本、環境友好的替代方案至關重要。
植物可合成大量的次生代謝產物,能特異性激活昆蟲化學感受系統,是篩選調控昆蟲交配、產卵、取食行為的優質來源。大蒜作為常見食材,自古被認為有驅蟲、抗菌等功效,民間長期用于驅避蚊蟲,但缺乏科學證據。
近日,美國耶魯大學科研團隊在國際頂級學術期刊"Cell"上發表了一篇題為" A phytoscreen identifies a garlic compound as a deterrent of mating and egg laying in Drosophila and mosquitoes "的研究論文。
研究顯示,大蒜中的天然化合物二烯丙基二硫醚,能夠強效抑制多種害蟲(果蠅、蚊子和采采蠅)的交配與產卵行為,甚至可將交配行為降為零,這種抑制作用依賴味覺(而非嗅覺),為蚊媒疾病與農業害蟲防控開辟了全新路徑。
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圖源:論文截圖
在這項研究中,研究團隊對43種常見果蔬進行篩選,發現大蒜能完全抑制果蠅交配,且呈劑量依賴性,同時能讓果蠅完全回避在大蒜環境中產卵。
進一步鑒定發現,大蒜中的天然化合物二烯丙基二硫醚,是抑制果蠅交配、產卵的關鍵物質,0.1%濃度即可強效抑制交配和產卵,而其他硫化物則無此效果。
機制分析顯示,這種抑制作用依賴味覺(而非嗅覺),單純接觸氣味不產生效果,只有直接接觸才會產生交配和產卵抑制作用。大蒜通過激活果蠅苦味感受神經元中TrpA1離子通道,傳遞厭惡信號,以發揮作用,而TrpA1發生突變后,大蒜的抑制作用顯著減弱。
此外,大蒜還能顯著上調果蠅頭部fit基因,該基因編碼一種飽腹激素,直接參與調控產卵行為,且這一通路獨立于TrpA1,表明大蒜通過兩條平行通路發揮作用。
重要的是,大蒜的抑制作用對蚊子和采采蠅同樣有效,在白紋伊蚊和埃及伊蚊(傳播登革熱、寨卡病毒、黃熱病)中,大蒜能完全抑制白紋伊蚊交配,顯著抑制埃及伊蚊交配和產卵,在采采蠅(傳播非洲昏睡病)中顯著抑制交配行為。
值得注意的是,大蒜對5種寄生蜂無效,因其基因組缺乏TrpA1同源基因,這意味著大蒜可與生物防治(如釋放寄生蜂)聯合使用,實現精準打擊害蟲。
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圖源:論文截圖
研究指出,與化學殺蟲劑不同,大蒜作為食品成分具有極高的安全性,為開發安全、環保、低成本的植物源昆蟲驅避劑提供了新的策略。
不止是能驅蚊,大蒜還能延長哺乳動物壽命。
此前,塞維利亞大學研究團隊在"Cell Metabolism"期刊上發表的一篇論文顯示,大蒜中的二烯丙基硫化物可通過非酶促方式持續生成硫化氫,將小鼠壽命延長11.4%,延壽效果超越二甲雙胍,并改善其健康狀態。
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圖源:論文截圖
總的來說,這項最新研究揭示了大蒜驅蚊蠅的作用機制,其通過味覺-TrpA1通道-fit基因三重作用抑制蚊蠅交配和產卵,未來有望用于蚊蟲防控、農業害蟲治理。
參考文獻:
https://doi.org/10.1016/j.cell.2026.03.037
https://doi.org/10.1016/j.cmet.2025.11.012
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