大蒜驱蚊虫的科学依据来了！Cell：大蒜中的这种化合物能够阻止蚊蝇交配和产卵|化合物|大蒜|害虫|果蝇|植物|蚊蝇|驱蚊虫

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

控制昆虫病媒和害虫的一种方法是使用能改变其行为的化合物。植物产生的化合物种类繁多，能激活昆虫的化学感受系统。而水果和蔬菜是廉价且安全的化合物来源，其中可能蕴含了干扰蚊蝇行为的化合物。

该研究对 43 种常见的瓜果蔬菜（包括西瓜、葡萄、芒果、胡萝卜、大蒜、蘑菇等）进行了一次大规模的“植物筛选”（phytoscreen），以寻找那些能影响昆虫行为的天然化合物，最终大蒜以其惊人的能力脱颖而出，可作为抑制蚊蝇交配与产卵的“行为干扰剂”，该研究进一步揭示了大蒜发挥作用的化合物及其作用机制。

灵感源于餐桌：一次前所未有的“植物筛选”

研究团队的想法非常巧妙。果蝇（Drosophila）经常在食物源上交配和产卵。那么，食物中的某些化合物，会不会影响它们的这些关键行为呢？

与其从成千上万种人工合成化合物中盲目筛选，不如把目光转向大自然和我们的餐桌。水果和蔬菜能产生种类繁多的“植物化学物质”，它们本身安全、便宜且易于获取。研究团队制作了 43 种瓜果蔬菜的果泥，并设计了一个简单的实验：将一对雌雄果蝇放入装有果泥的小培养皿中，观察它们一小时内是否会交配。

结果出乎意料，大多数瓜果蔬菜并未如预期那样大幅促进交配，少数几种瓜果（哈密瓜、柠檬等）会促进果蝇交配，多数影响不大，少数（木瓜、黄瓜等）会抑制果蝇交配，而大蒜却完全阻断了果蝇的交配，其效果立竿见影，且具有剂量依赖性。更厉害的是，在后续的产卵选择实验中，所有测试的果蝇物种都表现出对大蒜的强烈回避，几乎不在有大蒜的地方产卵。

追本溯源：大蒜中的“关键先生”与它的作用开关

大蒜气味浓烈，成分复杂，具体是哪种成分发挥了作用呢？通过气相色谱-质谱分析，研究团队从大蒜中鉴定出 68 种化合物，他们随后测试了其中几种主要的硫化物，结果显示，二烯丙基二硫醚（diallyl disulfide）是抑制果蝇交配和产卵偏好行为的关键化合物。

那么，果蝇是如何感知到大蒜的存在，从而改变行为的呢？是通过嗅觉闻到大蒜味就跑，还是必须尝到味道才行？

为了解答这个问题，研究团队设计了一个巧妙的实验。他们用一层网纱将果蝇与大蒜泥隔开，这样果蝇只能闻到气味而无法尝到味道。结果发现，仅凭气味并不能抑制果蝇的交配和产卵。只有当果蝇的味觉器官能够直接接触到大蒜时，抑制作用才会发生。这清晰地表明，大蒜的这些作用主要是通过味觉介导的。

接下来的基因筛选实验，进一步锁定了关键的“分子开关”——TrpA1离子通道。这个通道存在于果蝇感知苦味的味觉神经元中。当研究团队使用缺失 TrpA1 通道的突变体果蝇进行实验时，大蒜对其交配和产卵的抑制作用大幅减弱。电生理记录进一步证实，大蒜和二烯丙基二硫醚能强烈激活果蝇唇瓣（主要味觉器官）和腿上的苦味感知神经元，而这种激活几乎完全依赖于 TrpA1 通道。

效果不限于果蝇：对蚊子和采采蝇也有效

如果大蒜的这种效果只限于实验室中的果蝇，那这项发现的意义将大打折扣。

令人兴奋的是，当研究团队将目光投向真正的疾病媒介昆虫时，大蒜再次展现了威力——

蚊子：在埃及伊蚊和白纹伊蚊（可传播登革热、寨卡病毒等）中，大蒜泥显著抑制了它们的交配行为，并强烈驱避其产卵，二烯丙基二硫醚也表现出类似的驱避效果。
采采蝇：这是一种传播昏睡病的非洲致命害虫，其交配行为也在大蒜面前被严重抑制。

研究团队还发现，大蒜对这些蚊蝇害虫非常有效，但对膜翅目昆虫（蜜蜂、黄蜂、寄生蜂、蚂蚁等）效果甚微，这是因为它们基因组中没有 TrpA1 基因，因此，对大蒜的“化学攻击”不敏感，这也为未来针对特定害虫的精准防控策略提供了新思路。

从行为到基因：大蒜引发的体内“连锁反应”

研究团队进一步发现，除了通过 TrpA1 通道“警告”神经系统，大蒜被果蝇摄入体内后，还引发了更深层次的分子变化。RNA 测序分析发现，暴露于大蒜后的雌蝇头部，有 105 个基因的表达发生了变化。其中一个关键基因是fit。它主要在雌蝇中高表达，编码一种饱腹激素，此前已知它能被蛋白质摄入上调，从而抑制进食。

该研究发现，暴露于大蒜（以及二烯丙基二硫醚）后，雌蝇头部 fit 基因的表达水平显著升高。而通过基因编辑技术敲除 fit 基因后，雌性果蝇对大蒜的产卵回避行为完全消失了。

这意味着，大蒜可能通过双管齐下的方式影响果蝇：一是通过激活TrpA1味觉通道产生即时厌恶信号；二是通过上调fit基因表达，从内在生理状态上改变其决策，共同促使它们“远离大蒜，不在此生儿育女”。