那么，蝗蟲們?nèi)壕鄢蔀?zāi)的真相是什么？2004年，康樂團隊開始了蝗蟲型變基因表達調(diào)控與表觀遺傳調(diào)控的分子機理研究。如今，研究團隊發(fā)現(xiàn)了一種誘惑蝗蟲破壞性集群的關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)。

　　通過分析群居型飛蝗與散居型飛蝗體表和糞便揮發(fā)物，研究團隊在35種化合物中鑒定到一種化學(xué)信息素——4-乙烯基苯甲醚，并通過一系列行為實驗確定其無論對群居型飛蝗還是散居型飛蝗、雌性飛蝗還是雄性飛蝗、飛蝗幼蟲還是飛蝗成蟲，均具有很強吸引力，且能夠響應(yīng)蝗蟲種群密度變化，隨著種群密度增加而增加。

　　更有趣的是，科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)，僅需4只至5只散居飛蝗聚集，這種群聚信息素便可產(chǎn)生和釋放，繼而促進形成巨大蝗蟲群。

　　在上述研究基礎(chǔ)上，研究人員在飛蝗觸角上的4種主要感器類型中，發(fā)現(xiàn)了4VA特異引起錐形感器的反應(yīng)。在蝗蟲上百個嗅覺受體中，定位在錐形感器中的嗅覺受體OR35是4VA特異性受體。當(dāng)使用基因編輯技術(shù)敲除OR35后，飛蝗突變體觸角與錐形感器神經(jīng)電生理反應(yīng)顯著降低，突變體也對4VA的響應(yīng)行為和吸引力喪失。

　　那么，4VA在戶外和自然環(huán)境中能吸引與聚集蝗蟲嗎？研究人員通過室外草地雙選與誘捕實驗證明，4VA對實驗室種群在戶外具有很強吸引力。進而，他們在天津北大港大范圍實驗，再一次證明4VA不僅能吸引野外種群，且不受自然環(huán)境中蝗蟲背景密度影響。

　　“本研究首次從化學(xué)分析、行為驗證、神經(jīng)電生理記錄、嗅覺受體鑒定、基因敲除和野外驗證等多層面，對飛蝗群居信息素開展全面充分鑒定和驗證，發(fā)現(xiàn)和確立了4VA才是飛蝗群聚信息素。”在康樂看來，本研究將化學(xué)生態(tài)學(xué)研究提高到一個新階段，是昆蟲學(xué)研究的一個重要突破。

　　綠色可持續(xù)防控成為可能

　　長期以來，人們對蝗災(zāi)的防治主要依賴化學(xué)殺蟲劑大規(guī)模噴施，會對食品安全、生態(tài)系統(tǒng)和人類健康產(chǎn)生巨大負面影響。這項最新研究不僅揭示蝗蟲群居的奧秘，更重要的是，使蝗蟲綠色、可持續(xù)防控成為可能。

　　康樂認為，這項研究將從多方面改變?nèi)藗兛刂苹葹?zāi)的理念和方法，比如利用人工合成信息素可在田間長期監(jiān)測蝗蟲種群動態(tài)，為預(yù)測預(yù)報服務(wù)；利用人工合成信息素可設(shè)計誘集帶誘集蝗蟲，并在誘集帶集中使用化學(xué)農(nóng)藥或生物制劑將其消滅，從而極大減少化學(xué)農(nóng)藥使用；根據(jù)4VA的結(jié)構(gòu)設(shè)計拮抗劑，阻止蝗蟲聚集；嗅覺受體OR35的發(fā)現(xiàn)，為使用基因編輯技術(shù)建立4VA反應(yīng)缺失突變體成為可能。一旦這種突變體長期釋放到野外，就可能在重災(zāi)區(qū)建立起無法群居的蝗蟲種群，既維持了蝗蟲一定數(shù)量，又可持續(xù)控制，將環(huán)境保護與害蟲控制有機結(jié)合起來。

　　“因此，4VA與其受體的發(fā)現(xiàn)，將極大改變防治蝗蟲對策和技術(shù)。”康樂表示。

　　“這項工作做出了令人興奮的發(fā)現(xiàn)，找到了一個人們長期尋找的蝗蟲群聚信息素分子，文章包含了令人吃驚的多個層次研究。”美國洛克菲勒大學(xué)教授萊斯莉·沃斯霍爾明確表示。

　　“這是中國科學(xué)家為國際昆蟲學(xué)與蝗蟲防治作出的巨大貢獻。這是在經(jīng)歷50年探索后，科學(xué)家們第一次真正確認了飛蝗的群聚信息素。”聯(lián)合國糧農(nóng)組織植物生產(chǎn)與保護司司長夏敬源在賀信中表示，“4VA的發(fā)現(xiàn)將大大提高蝗災(zāi)的預(yù)測和控制水平，為人們開發(fā)新的蝗災(zāi)控制方法提供重要線索。同時，該研究也為沙漠蝗的研究和控制提供了重要參考。”