蝗灾的暴发是蝗虫由散居型向群居型转变的结果,种群密度低时产生相互回避的、善于伪装的散居型飞蝗,种群密度高时产生聚集的、迁飞的群居型飞蝗,这两种型随着种群密度的变化可以相互转化,称为飞蝗的型变。群、散两型飞蝗在行为、形态和生理等方面存在很大的差异。我们在国际上率先利用基因组学的手段,开展飞蝗型变的分子机制研究,揭示了500多个参与型变相关的差异基因。当研究两型转变过程中的基因表达,发现CSP和takeout基因家族通过调控嗅觉敏感性而影响飞蝗的吸引和排斥行为,启动两型间的相互转变。当研究极端两型间最大差异基因时,发现参与多巴胺合成和突触转运的基因pale、henna以及vat1是和飞蝗行为变化相关的关键靶基因,首次证明多巴胺代谢途径调控飞蝗两型行为和体色的维持机制。将上述两个过程综合研究,通过代谢组学技术检测两型飞蝗的代谢谱差异和型变过程的代谢谱时相变化,发现脂类代谢途径在两型飞蝗间差异显著,鉴定了二酰甘油、膜磷脂、肉碱等代谢物在群居型形成过程中起关键作用,证明了群居型蝗虫瘦长的体型以及迁飞中的能量代谢主要是靠肉碱类调控脂肪代谢实现的。最近我们的研究发现放牧活动会降低植物的含氮量,蝗虫取食这样的植物有利于蝗虫种群的生长和发育,从而导致草原蝗灾的形成。如果今后能发现植物的含氮量与群居型形成的关系,将是又一个重要的发现,对控制蝗灾具有重要意义。