在亚洲水稻产区，有一种名为褐飞虱的小虫，看似不起眼，却每年给水稻生产带来巨大损失，堪称稻区“隐形杀手”。长期以来，化学杀虫剂是防控褐飞虱的主要手段，但农民们常遇到一个奇怪现象：有些农药用了之后，褐飞虱数量不仅没减少，反而很快超过之前的水平，这种“越治越多”的情况被称为害虫“再猖獗”，让水稻可持续生产面临严峻挑战。
亚致死剂量农药：褐飞虱的“繁殖加速器”
研究团队聚焦两种常用的大环内酯类杀虫剂——甲维盐和阿维菌素。研究发现，当褐飞虱接触到“亚致死剂量”的这两种农药时（即剂量不足以杀死害虫，但会产生生理影响），雌虫的繁殖能力会发生惊人变化。
研究发现，经亚致死剂量农药处理后，褐飞虱雌虫的卵巢发育速度明显加快，体内成熟卵的数量大幅增加，最终单雌产卵量比没接触农药的对照组显著提高。这意味着，少量农药不仅没抑制害虫繁殖，反而成了它们的“繁殖加速器”（图1）。
图1亚致死剂量甲维盐暴露后刺激褐飞虱繁殖力提高和卵巢发育
保幼激素：调控繁殖的“关键开关”
为什么农药会让褐飞虱“多生孩子”？研究团队从分子层面找到了答案——关键在于一种叫“保幼激素（JH）”的物质。
保幼激素是昆虫体内调控生长发育和繁殖的重要激素，对雌虫卵巢发育、卵的成熟至关重要。实验发现，接触亚致死剂量农药后，褐飞虱雌虫体内的保幼激素含量明显升高。同时，与保幼激素合成相关的基因JHAMT，以及传递保幼激素信号的基因Kr-h1，其活性也显著增强。
简单来说，农药通过“激活”这些基因，促进了保幼激素的合成与信号传递，就像给褐飞虱的繁殖系统按下了“加速键”，让雌虫更快发育卵巢、产出更多卵，最终导致种群数量快速反弹。
神经肽信号：农药调控繁殖的“中间桥梁”
进一步研究还发现，农药对保幼激素的调控并非“直接动手”，而是通过一条“中间桥梁”——神经肽信号通路实现的。
在昆虫体内，有一种叫“抑咽侧体素A（AstA）”的神经肽，它的作用是抑制保幼激素的合成，相当于繁殖系统的“刹车”。而甲维盐等农药会通过作用于褐飞虱体内的谷氨酸门控氯离子通道（GluCl），降低AstA及其受体（AstAR）的活性，相当于松开了保幼激素合成的“刹车”。
当“刹车”被松开，保幼激素合成不再受抑制，加上JHAMT等基因的“加速”作用，褐飞虱的繁殖能力自然大幅提升。更有趣的是，这种调控具有“物种特异性”——同样的农药处理，对与褐飞虱亲缘关系较近的灰飞虱、白背飞虱，甚至模式生物果蝇，都没有促进繁殖的效果，这也解释了为何只有褐飞虱会对这类农药产生“再猖獗”反应。
研究带来的实际启示：科学用药有了新指南
这项研究不仅破解了科学难题，更给农业生产带来了切实的指导意义。
过去，农民在防治稻纵卷叶螟（另一种水稻害虫）时，常使用甲维盐或阿维菌素。但由于褐飞虱与稻纵卷叶螟迁徙路径重叠、发生时间相近，褐飞虱很容易接触到这些农药的亚致死剂量，进而诱发“再猖獗”。
基于这项研究，科学家建议：在水稻种植中，应避免或减少在褐飞虱发生期使用甲维盐、阿维菌素这类可能诱发其繁殖的农药。同时，研究中发现的保幼激素合成相关基因（如JHAMT）、抑咽侧体素信号通路基因（如AstA/AstAR），也为研发新型、安全的褐飞虱防控技术提供了潜在靶点——未来或许能通过调控这些基因，从源头抑制褐飞虱的繁殖，减少对化学农药的依赖。
图2亚致死剂量甲维盐暴露刺激褐飞虱繁殖的分子机制
该项研究由南京农业大学硕士生高扬、博士生苏少聪和邢霁阳作为共同第一作者完成，通讯作者为吴顺凡教授。南京农业大学高聪芬教授、瑞典斯德哥尔摩大学Dick R. Nässel教授、英国埃克塞特大学Chris Bass教授参与指导。研究得到国家重点研发计划（2022YFD1700200）和国家自然科学基金面上项目（32472542）的支持。
文章链接：https://elifesciences.org/articles/91774