番石榴（Psidium guajava）基硼酸-ATSBs的配方构建及番石榴挥发物与埃及伊蚊（Aedes aegypti）AeOBP22气味结合蛋白的分子对接

《Journal of Natural Pesticide Research》：Formulation of guava (Psidium guajava)-based boric acid-ATSBs and molecular docking of guava volatiles with AeOBP22 odorant binding protein of Aedes aegypti

　　

杀虫剂抗性广泛传播以及媒介传播疾病负担持续存在，要求开发新型、环境友好的蚊虫控制方法。本研究构建并评估了诱引毒杀糖饵（Attractive Toxic Sugar Baits, ATSBs）对登革热媒介埃及伊蚊（Aedes aegypti）的防控潜力。初始测定筛选出适于构建高效诱引糖饵（Attractive Sugar Bait, ASB）的引诱剂，随后进一步配制ATSB。研究人员以添加蔗糖作为摄食刺激物的发酵番石榴汁、梨汁和李子汁开展引诱性测定。结果显示，番石榴-ASB具有最高引诱潜力。其后，研究人员以硼酸作为毒剂，对所构建的ATSB开展剂量-反应毒力生物测定，结果证实其对Ae. aegypti的致死作用呈线性剂量依赖关系：在0.2 mg/5 mL时死亡率为8.00%，在6.4 mg/5 mL时显著升高至98.00%。研究人员通过系统整合既往发表的气相色谱-质谱联用（GC–MS）研究，鉴定了番石榴的主要挥发性成分，并选取报道频率较高的5种化合物——β-石竹烯、橙花叔醇（Nerolidol）、β-蒎烯、桉叶素〔Eucalyptol，1,8-cineole〕和己酸乙酯——进行分析。研究人员采用AutoDock Vina将这些挥发物与Ae. aegypti中的转运型气味结合蛋白22（odorant-binding protein 22, AeOBP22）进行分子对接，并将其结合亲和力与两种对照挥发物——花生四烯酸和亚油酸——进行比较，后两者已知对AeOBP22具有较强亲和力。结果表明，β-石竹烯对AeOBP22表现出最高但仍属中等水平的结合亲和力，且优于对照物。这些发现提示，特定番石榴来源挥发性化合物可能通过AeOBP22介导的识别与转运过程，在蚊虫引诱中发挥重要作用。该研究为番石榴基ATSB配方作为一种低成本、高效且可持续的蚊媒病防控工具提供了分子层面的依据。未来仍需开展田间及更大规模研究，以明确其中涉及的机制，并推动形成针对Ae. aegypti的长期稳定制剂。

《Journal of Natural Pesticide Research》发表的这项研究围绕埃及伊蚊（Aedes aegypti）成虫绿色防控展开，核心目标是开发兼具诱引性与致死性的植物源诱引毒杀糖饵（Attractive Toxic Sugar Baits, ATSBs）。研究背景在于，登革热、基孔肯雅热、寨卡和黄热病等虫媒病毒病持续构成全球公共卫生负担，而当前对蚊媒控制仍高度依赖化学杀虫剂。长期使用化学药剂虽能产生速效控制效果，但也带来环境残留、食物链累积、非靶标生物损伤以及广泛的杀虫剂抗性等问题。因此，开发低生态风险、低成本且可持续的替代技术，已成为蚊媒综合治理的重要方向。

研究依据埃及伊蚊雌雄成虫均需取食糖源获取能量、并依赖嗅觉系统感知植物挥发性有机化合物（volatile organic compounds, VOCs）这一生物学特性，尝试将发酵果汁、蔗糖和低风险毒剂组合为靶向成蚊的ATSB体系。现有研究虽然已证明ATSB在蚊虫控制中的应用前景，但针对昼行性、城市栖息型埃及伊蚊的长期稳定引诱剂优化仍存在不足，尤其是对植物挥发物如何被蚊虫嗅觉蛋白识别、运输并最终介导行为反应，相关分子机制证据较少。基于此，研究人员一方面从本地易得水果中筛选高效引诱源，另一方面结合分子对接探索番石榴挥发物与AeOBP22气味结合蛋白的相互作用，以期从行为学与分子层面共同支撑番石榴基ATSB的开发。

在技术方法上，研究人员首先以实验室自2009年以来维持、未受杀虫剂选择压力的敏感品系埃及伊蚊为材料，在恒温恒湿和固定光周期条件下饲养。随后制备发酵48 h的番石榴、李子和梨果汁，与10%蔗糖溶液按1:1配成ASB，通过笼式生物测定记录蚊虫降落次数并比较引诱效果。之后以番石榴-ASB为基础，加入不同剂量硼酸构建9种ATSB，通过24 h暴露测定成蚊死亡率，并进行方差分析与Probit回归计算LC₃₀、LC₅₀、LC₇₀和LC₉₀。在分子层面，研究人员依据既往GC–MS文献筛选番石榴主要挥发物，利用PyRx与AutoDock Vina对其和AeOBP22（PDB ID 6OD0）进行对接，并借助UCSF ChimeraX解析蛋白-配体相互作用模式。

研究结果部分可概括如下。

3.1. Cage Bioassay with ASB
该部分通过笼式引诱测定比较3种果汁ASB对埃及伊蚊的吸引能力。结果显示，3种处理的平均降落数均高于仅含蔗糖的对照，但番石榴-ASB引诱效果最强，平均降落数为12.83，显著高于李子-ASB的8.33和梨-ASB的5.0。随后研究人员进一步以番石榴-ASB与蔗糖对照进行单独比较，结果番石榴-ASB平均降落数为11.66，而对照仅为1.33。该结果说明，番石榴挥发物本身具有显著诱引效应，而并非由不同处理间的组合干扰所致。由此可见，在所测试的本地水果中，番石榴是更适于构建埃及伊蚊糖饵引诱系统的气味来源。

3.2. Cage Bioassays with ATSBs
在确认番石榴-ASB具备较高吸引力后，研究人员将其与硼酸结合，制备系列番石榴-硼酸ATSB，并通过成蚊笼式暴露评价毒杀效果。结果显示，该配方在保持引诱性的同时，对埃及伊蚊成虫产生明显的线性剂量依赖性死亡效应。硼酸浓度为0.2 mg/5 mL时，平均死亡率为8.0%；升至0.4 mg和0.8 mg/5 mL时分别为12.0%和14.0%；在1.6 mg/5 mL时死亡率显著增至18.0%；2.4 mg/5 mL时跃升至46.00%，3.2 mg/5 mL时进一步提高至57.33%；4.8 mg/5 mL时达到93.33%，最高剂量6.4 mg/5 mL时则高达98.00%。Probit分析进一步给出LC₅₀为2.027 mg/5 mL，LC₉₀为8.062 mg/5 mL。该部分结果表明，硼酸作为胃毒剂可在番石榴诱引体系中实现高效致死，并具有明确的剂量效应关系，为优化ATSB实用剂量提供了依据。

3.3. In-silico Molecular Docking
该部分从分子识别层面解释番石榴挥发物的潜在引诱基础。研究人员根据既往GC–MS研究，从番石榴汁相关挥发物中选取5种代表性化合物，即β-石竹烯、Nerolidol、α-蒎烯、桉叶素（1,8-cineole）和己酸乙酯，并与AeOBP22进行分子对接，同时以花生四烯酸和亚油酸作为阳性对照。结果显示，5种番石榴挥发物与AeOBP22均表现出弱至中等亲和力，结合自由能范围为?4.1至?5.4 kcal/mol。其中，β-石竹烯的结合亲和力最高，其次为α-蒎烯和桉叶素。值得注意的是，β-石竹烯的对接评分优于两种对照脂肪酸，提示其与AeOBP22疏水结合腔具有较好的结构兼容性。二维相互作用分析显示，AeOBP22-β-石竹烯复合物主要通过GLN12、ARG15、THR16、VAL19、VAL29、LYS33和TYR46等残基介导疏水作用和范德华力，其中VAL29形成烷基相互作用，提示该位点可能参与疏水稳定。相比之下，花生四烯酸和亚油酸复合物也表现出疏水作用与氢键稳定，但整体评分并不高于β-石竹烯。该结果支持AeOBP22可识别并转运植物源萜类挥发物，为番石榴气味诱蚊作用提供了分子层面的证据。

综合讨论部分，研究人员认为本研究验证了以番石榴汁为引诱源、硼酸为毒剂构建的ATSB对埃及伊蚊具有较强应用潜力。番石榴-ASB在3种水果诱引剂中表现最佳，与既往关于番石榴气味具有较强诱蚊活性的报道相一致。番石榴-硼酸ATSB则在24 h内实现最高98%的成蚊死亡率，显示出硼酸作为较低风险胃毒剂在此类系统中的可行性。分子对接部分进一步提示，番石榴中的β-石竹烯等挥发物可能通过与AeOBP22结合，参与蚊虫对糖源或植物气味的识别过程。研究同时指出，该体系仍需通过半现场和田间试验评估其在自然糖源竞争、风力、植物多样性等环境因素影响下的稳定性与效力，并需进一步关注非靶标生物生态安全、户外条件下配方持效性，以及通过生化结合实验或电生理方法验证AeOBP22与挥发物之间的体内结合关系。

研究结论可译为：本研究表明，番石榴汁是适于埃及伊蚊诱引糖饵构建的高效植物源引诱剂；在此基础上加入硼酸后形成的ATSB可对成蚊产生显著且呈剂量依赖性的致死作用。分子对接结果提示，番石榴挥发物中β-石竹烯等成分可与AeOBP22发生中等程度结合，说明其可能参与蚊虫对番石榴气味的识别与转运。总体而言，番石榴基硼酸-ATSB为开发低成本、有效且可持续的埃及伊蚊控制策略提供了实验与分子依据，并具有纳入综合蚊媒治理体系的应用价值。