图1： 按蚊婚飞和求偶发生的机制。
在国家自然科学基金项目（批准号：32021001、31830086、31772534）等资助下，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王四宝团队综合运用比较转录组学、分子生物学、时间生物学、化学生态学、代谢组学、行为学等多学科交叉研究手段，揭示了按蚊集群婚飞的分子机制和雌雄求偶的化学通讯奥秘。研究成果以“生物钟基因和环境信号协同调控疟蚊的性信息素合成、婚飞和交配（Clock genes and environmental cues coordinate Anopheles pheromone synthesis, swarming and mating）”为题，于2021年1月22日以杂志封面标题的形式发表《科学》（Science）期刊上。论文链接：https://science.sciencemag.org/content/371/6527/411.full。
每到夏天，蚊子总是令人不堪其扰。蚊子种类繁多，其中就有疟疾的传播媒介——按蚊。夏季黄昏时，雄性按蚊集结成群在空中飞舞，吸引雌蚊飞入后完成求偶交配，这种现象称为婚飞。早在1634年就有蚊虫婚飞的观察记载，但按蚊婚飞和求偶交配的分子机制至今尚未阐明。为了破解蚊虫婚飞和两性求偶通讯的奥秘，王四宝研究团队通过比较转录组分析，发现两个生物钟核心基因（per和tim）和另一个参与昆虫表皮碳氢化合物合成基因desat1在婚飞雄蚊的头部表达显著上调，并参与调控按蚊婚飞和交配行为的发生。研究发现光照和环境温度信号通过调控生物钟基因per和tim的表达，来与内源生物钟互作协同调控按蚊婚飞和交配活动，进一步研究鉴定出按蚊性信息素的活性成分(二十七烷)，揭示外界光信号和内源生物钟协同调控信息素合成基因desat1的节律性表达，动态控制按蚊性信息素的合成量，调控婚飞雄蚊的求偶交配（图1）。王四宝团队与美国学者合作，证实了核心生物钟基因（per、tim）和钟控基因desat1在调控非洲疟蚊婚飞和交配中具有相同的功能。
长期以来，蚊虫防治主要依赖化学杀虫剂，然而泛滥使用化学农药导致蚊虫抗药性和环境污染等问题日益突出。该研究极大地促进了人们对按蚊婚飞和求偶交配发生机制的理解，为蚊虫遗传防治策略的高效实施奠定了理论基础，为研发蚊虫绿色防控技术，实现减药控蚊提供了新途径。