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白线斑蚊的基因体显示它将成为世界级的害虫

作者:佚名 2015-12-19 浏览: 3,543 评论:0

摘要: 白线斑蚊。 白线斑蚊(又名亚洲虎蚊 Asian tiger mosquito)的基因体已经定序完成了。对于这位台湾的原住民,我们目前从基因体学会了多少呢? 我们先来看一下一些关于白线斑蚊基因体的冷知识。 白线斑蚊是亚洲原产,原本的活动区域只有东亚(包括台湾...

白线斑蚊

白线斑蚊。

白线斑蚊(又名亚洲虎蚊 Asian tiger mosquito)的基因体已经定序完成了。对于这位台湾的原住民,我们目前从基因体学会了多少呢?

我们先来看一下一些关于白线斑蚊基因体的冷知识。

白线斑蚊基因体的冷知识

白线斑蚊是亚洲原产,原本的活动区域只有东亚(包括台湾)、西太平洋与印度洋等区域,但在过去四十年间,成功的散佈到全世界;目前除了南极洲以外,都可以看到牠。

最近在台湾令人闻风丧胆的登革热(dengue fever),白线斑蚊是重要的病媒蚊。除了登革热以外,白线斑蚊还能传播另外25种病毒,包括黄热病、屈公病(Chikungunya fever)等。因为牠会在白天活动,跟埃及斑蚊(Aedes aegypti)不同,所以防治上也要注意这一点。

虽然对登革热来说,埃及斑蚊才是主要的病媒蚊;但最近的几次登革热疫情,包括在中国、夏威夷、加蓬(Gabon,在非洲)以及欧洲,牠都担任了重要的角色。而且在过去也曾发现屈公病病毒发生突变,使自己更适应白线斑蚊,提高传播的效率。

白线斑蚊的基因体有十九亿六千七百万个硷基对(1967 Mb),是目前已经定序的蚊类中最大的。第二名是埃及斑蚊,有十三亿七千六百万的硷基对(1376 Mb)。但是这麽大的基因体,超过三分之二(68%)都是重複的序列;也因为这样,虽然有这麽大的基因体,但只有17,539个基因,比起基因体只有牠的三分之一弱(540 Mb)的家蚊属的Culex quinquefasciatus有18,883个基因,白线斑蚊的基因少了百分之八。这些重複的序列裡,有许多都在过去一千万年左右出现。

除了重複的序列(主要由反转录转位子retrotransposon组成)以外,白线斑蚊的基因中带有186个负责解毒的细胞色素氧化酶P450基因(CYP,cytochrome-oxidase P450),相对埃及斑蚊只有168个,甘比亚疟蚊(An. gambiae)只有104个,果蝇(D. melanogaster)只有87个。其中代谢除虫菊精(pyrethroid)的CYP9J基因也找得到。

除了抗除虫菊基因外,白线斑蚊还带有「两份」抗有机磷类杀虫剂(temphos)的基因CCEae3A。这类的杀虫剂属于神经毒素,不但吃下去有毒,接触到也有毒性。白线斑蚊的基因体中,除了CCEae3A基因以外,还有其他63个羧基/胆硷酯酶(CCE,carboxyl/cholinesterase)的基因,与埃及斑蚊和家蚊属相当。

另外,白线斑蚊还有32个穀胱甘肽 S-转移酶(GST,glutathione S-transferase)基因,比埃及斑蚊、甘比亚疟蚊多,但比果蝇少。这类的基因也跟抗杀虫剂有关。另外,白线斑蚊还有71个ABC基因(同类中最多),这类的基因也与抗药性有关连。有这麽多的抗药基因,也就难怪白线斑蚊是非常成功的入侵物种了!

除此之外,白线斑蚊还有86个气味结合蛋白(OBP,odorant-binding protein)与158个嗅觉受体(OR,odorant receptor)。与其他生物相比,黑斑蚊属(Aedes)的蚊子在嗅觉相关基因上是最多的,超过家蚊属(Culex)与疟蚊属(Anopheles)。而目前所知的所有的蚊子的嗅觉基因都比果蝇多。不知道这是否意味著黑斑蚊的嗅觉是所有蚊类最好的?

有意思的是,在白线斑蚊的基因体中,有不少黄病毒属(flavivirus)的基因。虽然埃及斑蚊也有,但是在白线斑蚊的基因体中存在的病毒基因更多样。光是登革热病毒的基因,在白线斑蚊体内就共可以找到24个完整或不完整的序列。由于这些序列的边界没有重複的序列存在,显示了它们应该是透过重组、而非转位来进入白线斑蚊的基因体中。

从这些基因体定序的资料,我们不难理解为何白线斑蚊成为世界级的害虫;加上牠还有71个滞育(diapause)基因,这些基因可以让牠在胚胎、幼虫、成虫时期,遇到环境不适合的时候,便减缓或停止生长以及降低代谢率,好让自己可以熬过去。笔者想,要对付这个可怕的敌人,大概就只能多多清洁居家周围的环境了!