大蒜驅蚊蟲的科學依據來了！Cell：大蒜中的這種化合物能夠阻止蚊蠅交配和產卵

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

控制昆蟲病媒和害蟲的一種方法是使用能改變其行為的化合物。植物產生的化合物種類繁多，能激活昆蟲的化學感受系統。而水果和蔬菜是廉價且安全的化合物來源，其中可能蘊含了干擾蚊蠅行為的化合物。

該研究對 43 種常見的瓜果蔬菜（包括西瓜、葡萄、芒果、胡蘿卜、大蒜、蘑菇等）進行了一次大規模的“植物篩選”（phytoscreen），以尋找那些能影響昆蟲行為的天然化合物，最終大蒜以其驚人的能力脫穎而出，可作為抑制蚊蠅交配與產卵的“行為干擾劑”，該研究進一步揭示了大蒜發揮作用的化合物及其作用機制。

靈感源于餐桌：一次前所未有的“植物篩選”

研究團隊的想法非常巧妙。果蠅（Drosophila）經常在食物源上交配和產卵。那么，食物中的某些化合物，會不會影響它們的這些關鍵行為呢？

與其從成千上萬種人工合成化合物中盲目篩選，不如把目光轉向大自然和我們的餐桌。水果和蔬菜能產生種類繁多的“植物化學物質”，它們本身安全、便宜且易于獲取。研究團隊制作了 43 種瓜果蔬菜的果泥，并設計了一個簡單的實驗：將一對雌雄果蠅放入裝有果泥的小培養皿中，觀察它們一小時內是否會交配。

結果出乎意料，大多數瓜果蔬菜并未如預期那樣大幅促進交配，少數幾種瓜果（哈密瓜、檸檬等）會促進果蠅交配，多數影響不大，少數（木瓜、黃瓜等）會抑制果蠅交配，而大蒜卻完全阻斷了果蠅的交配，其效果立竿見影，且具有劑量依賴性。更厲害的是，在后續的產卵選擇實驗中，所有測試的果蠅物種都表現出對大蒜的強烈回避，幾乎不在有大蒜的地方產卵。

追本溯源：大蒜中的“關鍵先生”與它的作用開關

大蒜氣味濃烈，成分復雜，具體是哪種成分發揮了作用呢？通過氣相色譜-質譜分析，研究團隊從大蒜中鑒定出 68 種化合物，他們隨后測試了其中幾種主要的硫化物，結果顯示，二烯丙基二硫醚（diallyl disulfide）是抑制果蠅交配和產卵偏好行為的關鍵化合物。

那么，果蠅是如何感知到大蒜的存在，從而改變行為的呢？是通過嗅覺聞到大蒜味就跑，還是必須嘗到味道才行？

為了解答這個問題，研究團隊設計了一個巧妙的實驗。他們用一層網紗將果蠅與大蒜泥隔開，這樣果蠅只能聞到氣味而無法嘗到味道。結果發現，僅憑氣味并不能抑制果蠅的交配和產卵。只有當果蠅的味覺器官能夠直接接觸到大蒜時，抑制作用才會發生。這清晰地表明，大蒜的這些作用主要是通過味覺介導的。

接下來的基因篩選實驗，進一步鎖定了關鍵的“分子開關”——TrpA1離子通道。這個通道存在于果蠅感知苦味的味覺神經元中。當研究團隊使用缺失 TrpA1 通道的突變體果蠅進行實驗時，大蒜對其交配和產卵的抑制作用大幅減弱。電生理記錄進一步證實，大蒜和二烯丙基二硫醚能強烈激活果蠅唇瓣（主要味覺器官）和腿上的苦味感知神經元，而這種激活幾乎完全依賴于 TrpA1 通道。

效果不限于果蠅：對蚊子和采采蠅也有效

如果大蒜的這種效果只限于實驗室中的果蠅，那這項發現的意義將大打折扣。

令人興奮的是，當研究團隊將目光投向真正的疾病媒介昆蟲時，大蒜再次展現了威力——

• 蚊子：在埃及伊蚊和白紋伊蚊（可傳播登革熱、寨卡病毒等）中，大蒜泥顯著抑制了它們的交配行為，并強烈驅避其產卵，二烯丙基二硫醚也表現出類似的驅避效果。

• 采采蠅：這是一種傳播昏睡病的非洲致命害蟲，其交配行為也在大蒜面前被嚴重抑制。

研究團隊還發現，大蒜對這些蚊蠅害蟲非常有效，但對膜翅目昆蟲（蜜蜂、黃蜂、寄生蜂、螞蟻等）效果甚微，這是因為它們基因組中沒有 TrpA1 基因，因此，對大蒜的“化學攻擊”不敏感，這也為未來針對特定害蟲的精準防控策略提供了新思路。

從行為到基因：大蒜引發的體內“連鎖反應”

研究團隊進一步發現，除了通過 TrpA1 通道“警告”神經系統，大蒜被果蠅攝入體內后，還引發了更深層次的分子變化。RNA 測序分析發現，暴露于大蒜后的雌蠅頭部，有 105 個基因的表達發生了變化。其中一個關鍵基因是fit。它主要在雌蠅中高表達，編碼一種飽腹激素，此前已知它能被蛋白質攝入上調，從而抑制進食。

該研究發現，暴露于大蒜（以及二烯丙基二硫醚）后，雌蠅頭部 fit 基因的表達水平顯著升高。而通過基因編輯技術敲除 fit 基因后，雌性果蠅對大蒜的產卵回避行為完全消失了。

這意味著，大蒜可能通過雙管齊下的方式影響果蠅：一是通過激活TrpA1味覺通道產生即時厭惡信號；二是通過上調fit基因表達，從內在生理狀態上改變其決策，共同促使它們“遠離大蒜，不在此生兒育女”。

啟示與未來：古老智慧的新科學注解

這項研究為我們提供了一種全新的思路：“植物篩選”，它證明了可以從豐富、安全、廉價的農產品庫中，高效地發現能調控害蟲行為的天然化合物。

大蒜作為一種古老的驅蟲植物，其功效首次在控制害蟲繁殖行為的層面上得到了如此系統和深入的闡明。這不僅僅是為“吃大蒜防蚊”的民間說法提供了一些科學注腳，更重要的是揭示了其作用于 TrpA1 通道和 fit 基因的潛在分子機制。

研究團隊特別指出，這項研究表明，在非洲廣泛種植的大蒜，或可作為一種本地化、低成本、環境友好的蚊蠅控制劑，用于減少傳播疾病的蚊蠅的滋擾，同時，這一發現也為控制其他農業害蟲打開了新思路。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00338-7