一次偶然，博士生唐丹发现：蚊子对虫子的“僵尸”偏爱有加：当大蜡螟的幼虫被绿僵菌（一种真菌）侵染而死，蚊子就蜂拥而至。对绿僵菌来说，随着旧寄主的生命走向终点，新的寄主——蚊子正朝着它们缓缓飞来。

是什么促成了绿僵菌在环境中的传播?浙江大学生命科学学院方卫国教授与农业与生物技术学院黄健华教授合作开展了深入研究，他们发现：一种叫长叶烯的“气味”分子起到了关键的招引作用，促成了绿僵菌在新旧寄主之间的迁移。

图：蚊子驻留在被绿僵菌侵染的昆虫尸体上

这一发现为人类发展新的控蚊策略提供了启发：研究团队对绿僵菌进行基因改造，培养了一个新型的工程菌株，让这种田间常用的杀虫真菌自然散发“诱蚊”气味，它能对蚊子进行高效“诱杀”。学界认为，这一份方法有效克服了传统化学杀虫剂因抗性而失效的难题，具有高效、安全且成本低廉的优势，将为蚊虫防控尤其是干预蚊媒疾病的传播提供全新方案。10月24日，相关论文Engineered Metarhizium fungi produce longifolene to attract and kill mosquitoes在Nature Microbiology发表。

让蚊子感到“真香”的分子

绿僵菌是一种能在蝗虫、飞蛾、蚊子等多种昆虫寄生的真菌。它的孢子可突破昆虫体壁进入寄主体内并快速生长繁衍，将寄主消耗成一具空洞的尸体，表面堆积起数万亿孢子组成的灰绿色“粉末”。

人类利用绿僵菌来治理害虫已有上百年历史，这也是方卫国实验室的重点研究方向。2018年，博士生唐丹告诉他一个奇怪的现象：那些被绿僵菌侵染的大蜡螟幼虫招来了不少蚊子。她看到原本飞飞停停的蚊子，在灰绿色的虫子“干尸”上流连忘返，甚至不在意人类拿相机对着拍特写。相比之下，未受侵染的虫子吸引力就小得多。

图：被绿僵菌侵染的蚊子，绿色荧光为绿僵菌的菌丝和孢子标记

这引发了方卫国的好奇：什么这么招蚊子呢？方卫国说，对于绿僵菌而言，蚊子就是它们的孢子下一次“绽放”的地方，找到吸引蚊子的原因，也就意味着找到了促成绿僵菌在环境中扩散的幕后推手。通过与黄健华老师合作，他们发现：失去嗅觉的蚊子没有明显偏好。这暗示了有“气味分子”在左右蚊子的行为。

科研人员研究了绿僵菌侵染的大蜡螟幼虫的挥发物，分离并锁定了小分子化合物———长叶烯。 “对很多昆虫来说，长叶烯是糖原的信号之一。”黄健华说，“其实蚊子是“素食”动物，植物是它们主要的能量来源。寻找糖原是它们每天的‘工作’，而只有交配后的雌蚊子才会叮咬人和动物，它们吸血则是为了虫卵发育。”

为传播绿僵菌“铺路”

长叶烯的发现，成为科学家摸清绿僵菌传播路径的关键一环——对于很多寄生型真菌来说，找到下一任寄主就意味着种群繁衍的可能。比如，有一种僵尸真菌能控制蚂蚁的神经系统，“指挥”寄主在临死前找到一处叶子停留，当其他蚂蚁经过，真菌的孢子就有可能成功“着陆”到新的寄主。

绿僵菌如何在环境中扩散？从前，人们对其中的机制并不清楚，这限制人们利用它来对付害虫的效率。“绿僵菌早已是田间广泛使用的真菌杀虫剂。它对害虫的毒力和对环境的安全性已经过了多年考验，然而在飞舞蚊虫接种率方面还不够理想。这是真菌类杀虫剂应用于放蚊的‘短板’所在。”方卫国想：让蚊子感到“真香”的分子，能否用来提高绿僵菌的吸引力呢？研究团队尝试用长叶烯“武装”绿僵菌，为它们的传播“铺路”。

图：研究团队创建的绿僵菌新型菌株，可自然释放长叶烯，高效诱杀蚊虫。可在培养基上大量生产。

许多植物都会释放长叶烯；人类则从松树等植物中提取长叶烯，用来调制木质香调的香水。前期实验发现，直接在培养基上产生的绿僵菌，只产生极微量的长叶烯，对蚊子毫无吸引力。于是，研究团队启动了一项改造：将植物中合成长叶烯的基因转移给绿僵菌。这种新型的菌株不但能在培养基上大量生产，而且还能散发出浑然天成的、蚊子喜欢的“木质香”，让蚊子误以为美食近在眼前。就像蜜蜂采花蜜时传播了花粉，循香而来的蚊子不经意间就会沾上绿僵菌的孢子，这些孢子会在寄主体内大肆繁殖，最终置蚊子于死地。

从“工程菌”到“功臣”菌

随着全球气候变化，疟疾、登革热、寨卡、基孔肯雅热等蚊媒疾病的传播在全球有蔓延迹象。特别在非洲国家，蚊虫防控更是一项艰难而紧迫的公共卫生挑战，传统的化学杀虫剂因蚊子产生抗性而失效的现象普遍存在，当前急需高效安全的新型防蚊技术和产品。

“绿僵菌本身是一种环境友好、温和的杀虫剂，因此对选择压力并不大，可以避免抗性问题”，方卫国说，根据实验观察，被绿僵菌侵染后就像得了重病，会在几天内死亡，并且叮咬人的意愿会明显下降。”在这项研究中，研究团队着重从提升接种率的角度，助力绿僵菌向蚊子扩散。

接种率有多少？这是评估工程化绿僵菌是否成功的关键。实验室里，培养皿中的“工程菌”长势喜人，烟雾般弥曼的白色菌丝上已经覆盖了层层叠叠的孢子，静静等待蚊子“上钩”。“一个晚上下来，接种率达到100%。这是实验室的结果。”为了进一步评估工程版绿僵菌的吸引力，研究人员还设计了两组吸引力挑战：“木质香”的绿僵菌分别和人类志愿者、最招蚊子的植物紫花芦莉进行PK。结果显示：人类的存在并不削弱绿僵菌的吸引力；虽然来自紫花芦莉的“竞争”对绿僵菌的诱杀蚊虫能力有所削弱，但也达到了80%以上的致死率，圆满完成了科学家设定的KPI.

方卫国的实验室，一半研究生都在野外做实验，和绿僵菌一起“走南闯北”。2023年，他的团队发表了利用绿僵菌来解决环境中汞污染的研究，被美国科学院授予Cozzarelli prize (科扎雷利奖）提名奖。目前实验室一位博士生在贵州省开展相关田间试验。方卫国说，这几年自己的研究品味发生了很大改变，相比论文发在哪里，他更关心这个发现到底能不能解决实际问题。

看到工程菌对蚊子高效的诱杀效果，他已经迅速开启半野外试验了，希望这项技术能在实际应用中继续优化。 “安全、有效、廉价，我非常看好这项技术的应用前景。应对全球挑战，希望我们的中国方案能助上一臂之力。”方卫国说。

图：研究团队成员,从左到右分别为：陈佳妮、黄健华、方卫国

唐丹博士，农学院百人计划研究员陈佳妮、生科院博士生张宇博为论文第一作者。江苏省血吸虫和寄生虫病防治研究所曹俊研究员、朱国鼎研究员，美国马里大学Raymond J St. Leger和布基纳法索IRSS研究所Abdoulaye Diabate参与了合作研究。研究受到了国家自然科学基金委和盖茨基金会的资助。

文 | 周炜

图 |  课题组 朱原之

编辑 |  周炜

来源 |  浙江大学学术委员会

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