白線斑蚊（Aedes albopictus）的基因體告訴我們什麼？

白線斑蚊。圖片來源：wiki

白線斑蚊（又名亞洲虎蚊 Asian tiger mosquito）的基因體已經定序完成了。

對於這位臺灣的原住民，我們目前從基因體學會了多少呢？

我們先來看一下一些關於白線斑蚊基因體的冷知識。

圖片製作：老葉

白線斑蚊是亞洲原產，原本的活動區域只有東亞（包括臺灣）、西太平洋與印度洋等區域，但在過去四十年間，成功的散佈到全世界；目前除了南極洲以外，都可以看到牠。

最近在台灣令人聞風喪膽的登革熱（dengue fever），白線斑蚊是重要的病媒蚊。除了登革熱以外，白線斑蚊還能傳播另外25種病毒，包括黃熱病、屈公病（Chikungunya fever）等。因為牠會在白天活動，跟埃及斑蚊（Aedes aegypti）不同，所以防治上也要注意這一點。

雖然對登革熱來說，埃及斑蚊才是主要的病媒蚊；但最近的幾次登革熱疫情，包括在中國、夏威夷、加蓬（Gabon，在非洲）以及歐洲，牠都擔任了重要的角色。而且在過去也曾發現屈公病病毒發生突變，使自己更適應白線斑蚊，提高傳播的效率。

白線斑蚊的基因體有十九億六千七百萬個鹼基對（1967 Mb），是目前已經定序的蚊類中最大的。第二名是埃及斑蚊，有十三億七千六百萬的鹼基對（1376 Mb）。但是這麼大的基因體，超過三分之二（68%）都是重複的序列；也因為這樣，雖然有這麼大的基因體，但只有17,539個基因，比起基因體只有牠的三分之一弱（540 Mb）的家蚊屬的Culex quinquefasciatus有18,883個基因，白線斑蚊的基因少了百分之八。這些重複的序列裡，有許多都在過去一千萬年左右出現。

除了重複的序列（主要由反轉錄轉位子retrotransposon組成）以外，白線斑蚊的基因中帶有186個負責解毒的細胞色素氧化酶P450基因（CYP，cytochrome-oxidase P450），相對埃及斑蚊只有168個，甘比亞瘧蚊（An. gambiae）只有104個，果蠅（D. melanogaster）只有87個。其中代謝除蟲菊精（pyrethroid）的CYP9J基因也找得到。

除了抗除蟲菊基因外，白線斑蚊還帶有「兩份」抗有機磷類殺蟲劑（temphos）的基因CCEae3A。這類的殺蟲劑屬於神經毒素，不但吃下去有毒，接觸到也有毒性。白線斑蚊的基因體中，除了CCEae3A基因以外，還有其他63個羧基/膽鹼酯酶（CCE，carboxyl/cholinesterase）的基因，與埃及斑蚊和家蚊屬相當。

另外，白線斑蚊還有32個穀胱甘肽 S-轉移酶（GST，glutathione S-transferase）基因，比埃及斑蚊、甘比亞瘧蚊多，但比果蠅少。這類的基因也跟抗殺蟲劑有關。另外，白線斑蚊還有71個ABC基因（同類中最多），這類的基因也與抗藥性有關連。有這麼多的抗藥基因，也就難怪白線斑蚊是非常成功的入侵物種了！

除此之外，白線斑蚊還有86個氣味結合蛋白（OBP，odorant-binding protein）與158個嗅覺受體（OR，odorant receptor）。與其他生物相比，黑斑蚊屬（Aedes）的蚊子在嗅覺相關基因上是最多的，超過家蚊屬（Culex）與瘧蚊屬（Anopheles）。而目前所知的所有的蚊子的嗅覺基因都比果蠅多。不知道這是否意味著黑斑蚊的嗅覺是所有蚊類最好的？

有意思的是，在白線斑蚊的基因體中，有不少黃病毒屬（flavivirus）的基因。雖然埃及斑蚊也有，但是在白線斑蚊的基因體中存在的病毒基因更多樣。光是登革熱病毒的基因，在白線斑蚊體內就共可以找到24個完整或不完整的序列。由於這些序列的邊界沒有重複的序列存在，顯示了它們應該是透過重組、而非轉位來進入白線斑蚊的基因體中。

從這些基因體定序的資料，我們不難理解為何白線斑蚊成為世界級的害蟲；加上牠還有71個滯育（diapause）基因，這些基因可以讓牠在胚胎、幼蟲、成蟲時期，遇到環境不適合的時候，便減緩或停止生長以及降低代謝率，好讓自己可以熬過去。筆者想，要對付這個可怕的敵人，大概就只能多多清潔居家周圍的環境了！

參考文獻：

Xiaodong Fang and Anthony A. James et. al. 2015. Genome sequence of the Asian Tiger mosquito, Aedes albopictus, reveals insights into its biology, genetics, and evolution. PNAS. www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1516410112