研究背景:蚊是重要的医学昆虫之一,不仅叮咬骚扰人类,同时还可能传播多种疾病,如疟疾、丝虫病、登革热、流行性乙型脑炎等,对人类的健康产生了极大危害。白纹伊蚊是我国登革热流行的主要媒介,也是新发传染病基孔肯雅热的传播媒介。截至2019年,根据全球入侵物种数据库,白纹伊蚊是世界上入侵最严重的100个物种之一。因此,白纹伊蚊是一种需要重点防制的医学蚊虫。蚊的生存与繁殖,其相关行为在很大程度上依赖于嗅觉系统。如:蚊羽化后可释放出性信息素,雌雄蚊通过嗅觉相互识别而交配;交配后,雌蚊需寻找适宜的宿主进行吸血,进而卵巢发育成熟后需寻找合适的产卵地等,这些行为都有赖于蚊的嗅觉。蚊虫在搜寻宿主和产卵地点时,对不同的挥发性混合物反应不同。因此我们面临的困难是,不仅要正确识别这些过程中的信息化学物质,而且要开发出能有效模拟不同蚊种反应的混合物的配方。鉴于嗅觉在蚊交配、吸血、产卵等重要生命活动中发挥着举足轻重的作用,因此,基于蚊虫嗅觉系统,利用化学生态学方法针对特定蚊虫特定阶段进行研究,有助于我们开发一些新的、更为有效的诱引剂或驱避剂,用于诱杀或驱赶蚊虫,减少蚊虫骚扰以及蚊媒传染病的发生。研究目的:本研究分别针对白纹伊蚊宿主搜寻和产卵两个重要的生命阶段,基于蚊虫嗅觉特性,利用正交实验设计,分别筛选并研制出白纹伊蚊宿主搜寻和产卵地选择的诱饵,并在实验室和野外评估其引诱效果,为媒介蚊虫防控提供新的技术和手段。研究方法:1、使用60cm×60cm×60mm适宜蚊虫活动的四臂嗅觉仪,分别测试候选气味分子对白纹伊蚊的吸引力;2、正交设计筛选这些物质的最佳配比和组合,即得到Mix-5;3、在实验室条件下分别在诱蚊诱卵器和电子灭蚊器中评估Mix-5的诱蚊效果;4、在野外条件下根据3x3拉丁方设计比较Mix-5,BG-lure和空白对照的诱蚊效果。5、在实验条件下分别测试植物发酵液、孳生地细菌等产生的候选产卵引诱化合物和产卵刺激化合物对白纹伊蚊的产卵影响;6、正交设计筛选其中一些物质的最佳配比;7、筛选一些廉价的可替代的诱卵物质;8、将诱卵物质和苏云金芽孢杆菌以色列亚种(Bacillus thuringiensis subspecies Israel,Bti)缓释块结合进行“诱杀”策略探索;9、GC-MS探索阳性诱卵物中起诱卵作用的气味;10、测试GC-MS检出气味的诱卵效果。11、研制适宜容器伊蚊产卵的人造孳生地陷阱及效果测试。研究结果:1、在测试的7种候选气味中,五种不同浓度的氨和四种不同浓度的L-乳酸之间诱蚊效果没有显著差异。10%的己酸(F(4,45)=5.03,p=0.002),0.1%的 3-甲基-1-丁醇(F(4,45)=6.52,p=0.0003),10%的 1-辛烯-3-醇(F(4,45)=9.46,p<0.0001),0.1%和 0.001%的 6-甲基-5-庚烯-2-酮(F(4,45)= 8.06,p<0.0001)引诱的蚊虫数量明显高于对照组和其他浓度。而环戊酮在0.01%至10%浓度范围内(F(4,45)=9.15,p<0.0001),吸引力随着浓度的增加而增加。2、正交设计筛选这些物质的最佳配比和组合,即:0.1%的己酸,1%的3-甲基-1-丁醇和1%的环戊酮,加上人工汗液中1%的氨、0.19%的乳酸,我们定义这个组合为Mix-5;3、在实验室不同类型的诱捕器中,Mix-5与对照相比诱蚊效果均具有统计学差异。其中Mix-5在诱蚊诱卵器引诱蚊虫数量的平均值是对照的2.25倍(t=3.45,p=0.006;);而Mix-5在小禾电子捕蚊器中引诱蚊虫数量的平均值是对照的 1.86 倍(t=6.67,p<0.0001);4、在野外条件下,Mix-5诱捕雌性白纹伊蚊的效果与对照相比具有统计学差异和国际常用的诱饵(BG-lure)相比,诱蚊效果具有统计学差异。5、候选产卵引诱化学物和产卵刺激化合物在本实验测试的几个浓度下对白纹伊蚊产卵引诱效果与对照相比均没有统计学差异,进一步的,正交设计也未能筛选到具有明显引诱白纹伊蚊产卵的配比组合。6、在三种类型的发酵茶中,成功筛选到具有良好诱卵作用的物质:广西六堡茶。而且在我们测试的3个浓度(0.5g/L、1.5g/L、5g/L)浸泡的一个月中,除了 5g/L 六堡茶浸泡 7d(t=14.37,p<0.0001)和 14d(t=13.65,p<0.0001)与对照相比诱卵效果具有统计学差异外;1.5g/L六堡茶浸泡7d(t=7.48,p<0.0001)、14d(t=6.05,p=0.004)和 28d(t=5.15,p=0.0004)与对照相比诱卵效果同样具有统计学差异。而平均产卵活跃指数(Oviposition activity index,OAI)除 0.5g/L、1.5g/L 浸泡 1d 和 0.5g/L、1.5g/L 浸泡 21d 小于 0.3 之外,浸泡28天内其他剂量浸泡不同时间,其产卵活跃指数均大于0.3。综上可以看出,在5g/L剂量之内,六堡茶浓度越高,其引诱白纹伊蚊产卵效果越好,且在浸泡7d-14d之间引诱效果达到高峰。进一步的,我们测试了最低剂量的六堡茶0.5g/L浸泡28天内对埃及伊蚊产卵的影响,结果发现,在浸泡21d和28d时与对照相比对引诱埃及伊蚊产卵具有统计学差异,其平均OAI分别为0.89(t=9.10,p=0.0008)和0.63(t=6.33,p=0.003)。与白纹伊蚊相比,其引诱效果的时间明显后移。7、5%Bti和0.5g/L茶粉组合缓释块在实验室条件下测试的35天内幼虫死亡率均大于90%,而平均OAI除第1d外,其余时间点均大于0.3。8、六堡茶中主要起诱卵作用之一的气味化合物为雪松醇。9、雪松醇在1mg/L浓度时具有明显引诱白纹伊蚊产卵的作用,其平均OAI为0.382,但是诱卵效果不及六堡茶本身。下一步应继续探索六堡茶中的其他成分对白纹伊蚊产卵的影响。10、成功研制了一种适宜白纹伊蚊产卵且不需要频繁维护的人造孳生地陷阱。在野外条件下对5g/L六堡茶进行诱卵效果测试表明,在约1个月内,除第7d误差较大以外,其余时间点平均OAI均大于0.3。但0.5g/L的六堡茶粉和长效苏云金芽胞杆菌以色列亚种制剂,只有第7d和第35d平均OAI大于0.3,分别为0.45和0.38。研究结论:1、筛选研制出对白纹伊蚊宿主搜寻具有良好诱引作用的诱饵Mix-5;2、筛选研制出对白纹伊蚊具有良好引诱产卵作用的廉价替代物和候选气味分子;3、研制出对白纹伊蚊具有良好防控效果的人工孳生地陷阱,并探索了白纹伊蚊的“诱杀策略”;以上成果将为登革热媒介白纹伊蚊的防制提供新型技术和产品。