科技日报记者 陆成宽
蝗灾与旱灾、洪灾并称我国历史上的三大自然灾害，曾造成严重的农业和经济损失。记者26日从中国科学院动物研究所获悉，该所康乐院士团队与合作者，成功解析蝗虫群聚信息素（4VA）在蝗虫体内产生的完整过程，并找到了制造4VA的关键“工具酶”。基于这些发现，研究团队设计出了一种小分子抑制剂，能够精准调控4VA的合成和释放，从而有效干预蝗虫的群聚行为。相关研究成果在线发表于《自然》杂志。
在自然界，昆虫依赖一种特殊的“化学语言”——信息素来传递信号，影响同类行为，比如召唤聚集。理解害虫信息素如何产生，是精准干扰其行为、实现绿色防控的关键。因此，只要弄清楚蝗虫群聚信息素是如何产生的，我们就能有效干预其群聚行为，进而防治蝗灾。
在这项最新研究中，研究团队首次完整揭示了蝗虫利用信息素聚集的核心分子机制。他们发现，蝗虫制造4VA的策略非常“聪明”且高效节能。它们巧妙地“借用”了植物中最丰富的氨基酸——苯丙氨酸作为主要原料。借助这一原料，蝗虫仅需两步反应，就能把这些植物来源的物质快速转化成聚集信息素4VA。
“4VA的合成原料直接来自食物，使其本身就像一种“开饭信号”，这很可能是它被选作聚集信息素的内在原因。”论文第一作者、中国科学院动物研究所副研究员郭晓娇说。
同时，研究团队发现，蝗虫体内的两种关键酶——4VPMT1和4VPMT2，专门负责信息素4VA合成的最后一步。“这两个关键酶是阻止蝗虫聚集的绝佳‘靶子’。”论文共同通讯作者、北京大学教授雷晓光说，“根据这两个关键酶的工作原理，我们设计出一种特殊的‘干扰分子’——小分子抑制剂。这个‘干扰分子’能精准地‘关闭’4VA的生产线，阻止其释放。实验证明，这种方法成功干扰了蝗虫的群聚行为，让它们无法有效聚集。”
康乐表示，这项研究不仅揭示了蝗虫聚集的深层分子机制，更重要的是为害虫防治提供了新思路，通过干扰昆虫的信息交流来控制其行为，而不是使用传统农药。这种方法更精准、环保，有望减少对化学农药的依赖，推动农业害虫治理向绿色、可持续方向发展，对保障粮食安全和生态安全具有重要意义。
（中国科学院动物研究所供图）
