小黑蚊解密 慈大揭开生殖「黑盒子」
林明德研究团队发现,小黑蚊雌蚊只要吸一次血,卵巢内的虫卵就会同时发育成熟,48小时可找地方产卵,图为吸饱血小黑蚊比对照。(慈济大学提供/王志伟花莲传真)
吸血后42小时的小黑蚊卵巢;卵巢中可以清楚的看到发育成熟的卵 (林明德提供/王志伟花莲传真)
大家可能都有被「小黑蚊」(台湾铗蠓)群攻的苦痛经验,身为吸血昆虫,它叮人比蚊子更无形,但是红肿的程度更胜蚊子,至今仍苦无对应之策,不过数十年来「望蚊兴叹」可能出现转机!慈济大学团队在小黑蚊的生殖基因研究获致重大成果,清楚知道牠怎么生,揭开小黑蚊的生殖「黑盒子」。此一研究登上了 2020 年2月份的昆虫学专业期刊「昆虫 (Insects)」,未来将有助对抗「小黑蚊的进击」。
早期小黑蚊被称为花莲「特产」,最早在山区现踪迹,可是多你后繁殖速度奇快,也演变成全台都可以求踪迹,风景区、校园的草地或树荫下埋伏,伺机叮咬人吸血,由于气候暖化,小黑蚊的叮咬更是「全年无休」。慈济大学团队在小黑蚊的生殖基因研究获致重大成果。
这个研究起缘于一个偶然的机会,慈济大学分子生物暨人类遗传学系副教授林明德与台大昆虫学系教授张俊哲正在研究昆虫生殖基因 vasa 的功能,当时林明德指导的研究生王思捷用免疫染色法追踪果蝇卵巢中的生殖细胞蛋白 Vasa,希望透过 Vasa 的表现得知生殖细胞如何特化。
孰料小黑蚊也不放过王思捷同学,她在做实验时被叮咬后,她一时兴起,补回小黑蚊,并且顺道用 Vasa 抗体染小黑蚊卵巢。没想到竟可追踪到小黑蚊的 Vasa,而 Vasa 好似探照灯一般在显微镜下「照亮」小黑蚊的卵发育。
这个偶然的发现鼓励了林明德老师和王思捷,后来选殖出小黑蚊的 vasa 基因,合成具萤光标记的小黑蚊Vasa 蛋白,再运用先进的共轭焦显微技术追踪,而有了这一连串的惊喜发现。此一研究登上了 2020 年二月份的昆虫学专业期刊「昆虫 (Insects)」。
林明德表示,这个研究特殊的地方在于解开小黑蚊的卵巢发育,而且是在分子层次。他的研究显示,小黑蚊不像果蝇或其他昆虫的卵一步步地发育;相反地,牠在吸完血后约莫 40 小时,所有的卵会同时成熟,颇有「一步到位」之势,48 小时后小黑蚊就会开始找地方产卵,这正可解释小黑蚊为何可如此之快速肆虐!
林明德说,未来研究团队将扩大研究的层面,除了继续探究生殖细胞发育机制,也将对小黑蚊的全基因体进行解码 (whole genome sequencing) 以及分析牠的转录体 (transcriptome analysis)。如此一来,要进一步了解小黑蚊生殖与栖息行为将可获致更全面的答案。
长期研究昆虫 vasa 生殖基因的张俊哲教授非常肯定林明德团队的研究,「一旦知道牠怎么繁衍的分子机制,要找到明确的防治策略就不再瞎子摸象」。
林明德感谢所有参与这个研究计划的同学、中兴大学杜武俊老师、中台科技大学李宪明老师对与小黑蚊捕捉与饲养技术的指导与科技部小黑蚊专案计划的支持。