蝗虫是危害农作物的重大害虫,对农业和经济造成了严重威胁。有效遏制蝗灾的问题,科学家们持续关注,一直是个难题。我国科研团队在探究蝗虫聚群成灾的原理上取得了重要进展,现在又有了新的发现,为蝗灾的控制带来了新的应对方法。
蝗灾危害现状
蝗虫在全球范围内广泛分布,成为损害农作物和粮食安全的头号害虫。这些频繁出现的蝗虫群体对全球环境、农业和经济产生了影响。以非洲部分地区为例,它们不止一次遭遇严重的蝗灾,导致大量农作物被毁,进而引发了严重的饥荒。过去防治蝗虫主要依靠化学杀虫剂,然而这种方法对环境、食品安全和人类健康产生了不良影响。
前期研究发现
大约五年前,我国科学院院士康乐所率领的科研团队,成功解开了蝗虫成群为害之谜,并确认了引发蝗灾的“罪魁祸首”——4-乙烯基苯甲醚(4VA)。已知这种名为4VA的信息素在蝗虫聚集中起着决定性的作用,因此,调控它成为了防治蝗群的新策略。但在此之前,4VA的生物合成路径尚无确切了解。
此次研究亮点
6月25日晚,按照北京时间,该团队的研究成果在享有盛誉的国际学术期刊《自然》上得以公布。他们专注于研究4VA的合成途径,并努力寻找其分子来源。在饱食的蝗虫体内,他们成功检测到了4VA的高浓度。经过研究,他们确定4VA的合成过程始于植物中的氨基酸苯丙氨酸,随后经过肉桂酸、对羟基肉桂酸以及4-乙烯基苯酚的逐步转化,最终生成了4VA。
关键酶的鉴定
研究团队对两种甲基转移酶进行了进一步确认,这两种酶能够对蝗虫种群密度的变化做出响应,并在4VA生物合成的最后阶段对其合成和释放进行调控。这一关键发现使我们能够更深入地认识蝗虫群聚信息素的生成机制,同时也为未来研究如何调节蝗虫行为提供了坚实的科学基础。
抑制剂的发现
实验证明,4-硝基苯酚确实能够有效抑制这些酶的活性。考虑到其分子构造以及与合成酶的结合特性,研究团队提出了多种类似化合物,它们在抑制4VA合成方面展现出相似的效果。这些新的发现为蝗虫灾害的防治提供了新的思路和方法。
研究应用前景
《自然》杂志的相关文章指出,通过抑制蝗虫聚集时释放的化学物质,可以采取一种有效的控制方法。本研究发现了4VA这种生物合成途径,未来有望发现更多能够抑制其产生的化合物。这些潜在的新化合物有潜力取代部分化学农药,减少对环境和人类健康的潜在风险,为农业的持续发展带来新的动力。
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