客观日本

筑波大学发现抑制蚊子生长的植物色素,有望开发环保杀虫剂

2022年04月26日 农林牧渔

筑波大学等的研究团队发现了抑制蚊子生长的化合物。这种化合物是植物色素“黄酮类化合物”的一种,会抑制昆虫蜕皮和蜕变所需的昆虫激素的合成。研究团队将这种化合物实际用于埃及伊蚊的幼虫后,证实幼虫停止了发育。与现有杀虫剂相比,受影响的生物有限,有望开发出环境负荷小的杀虫剂。今后打算与企业合作,开发效果更高的化合物。

蚊子的幼虫在变为成虫的过程中会蜕皮和蜕变。如果能抑制蜕皮和蜕变所需激素,幼虫就会死亡。

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附着在参与蜕皮和蜕变激素的酶上的化合物(供图:筑波大学丹羽教授)

研究团队着眼于合成这种激素的一种酶,寻找了抑制其发挥作用的物质。筑波大学此前发现的这种酶只有双翅目和鳞翅目昆虫拥有。如果能抑制其功能的话,就难以生成激素,有望实现在停止昆虫生长的同时,只对特定昆虫产生影响的优点。

研究团队首先利用大肠杆菌制备了传播登革热和黄热病的埃及伊蚊的酶,然后将其与东京大学拥有9600种化合物的数据库相结合,利用东京药科大学开发的方法测量了酶的功能。结果显示,有36种化合物能将酶的活性降低70%以上,其中就包括被归类为黄酮类化合物的化合物。

于是,研究团队测试了市售的16种其他黄酮类化合物是否也能抑制酶的功能,发现其中11种有活性。利用X射线调查与酶相互作用的化合物的结构,发现了拥有增强作用的结构的黄酮类化合物“Desmethylglycitein”。

在试管实验中,这种化合物强烈抑制了酶的功能。将其用于埃及伊蚊的幼虫,培育24小时后调查了幼虫的存活率和生长率,发现只需在大约0.001%的浓度下幼虫就会死亡。作为杀虫剂投入实用时,“还需要实现100倍~1000倍的效果”(筑波大学的丹羽隆介教授)。

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确定这种植物化合物能抑制蚊子生长(供图:筑波大学丹羽教授)

今后除了调查这种化合物对其他蚊子是否也有效外,还将通过化学修饰等进一步提高其活性。除黄酮类化合物外,还发现了其他能抑制酶功能的化合物,将开发效果更高的药物。

蚊子会传播疟疾和登革热等多种传染病,每年在全球夺去70多万人的生命。一些蚊子已经出现了对现有杀虫剂产生耐药性,需要开发具有新作用机理的杀虫剂。丹羽教授强调说,此次发现的化合物“以前所未有的新机理显示出杀虫效果。有望开发出只对特定昆虫有效的环保杀虫剂。”

日文:藤井宽子、《日经产业新闻》,2022/4/13
中文:JST客观日本编辑部