光明網(wǎng)訊（記者宋雅娟 蔡琳）近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所抗蟲(chóng)功能基因研究與利用團(tuán)隊(duì)通過(guò)比較組學(xué)揭示了在植物-蚜蟲(chóng)-天敵昆蟲(chóng)互作關(guān)系中重要的化學(xué)線索反-β-法尼烯的來(lái)源、生態(tài)學(xué)功能及其介導(dǎo)的天敵昆蟲(chóng)嗅覺(jué)識(shí)別的分子機(jī)制。相關(guān)研究發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)（Current Biology）》上。
反-β-法尼烯被鑒定為絕大多數(shù)蚜蟲(chóng)的報(bào)警信息素組分，一直以來(lái)備受關(guān)注。在植物-蚜蟲(chóng)-天敵昆蟲(chóng)三級(jí)營(yíng)養(yǎng)級(jí)關(guān)系中，多種天敵昆蟲(chóng)均能利用反-β-法尼烯定位蚜蟲(chóng)，但是對(duì)于不同來(lái)源的反-β-法尼烯吸引蚜蟲(chóng)天敵的理論存在一定的爭(zhēng)議，其分子機(jī)制尚不十分清楚。該團(tuán)隊(duì)以生產(chǎn)上重要的蚜蟲(chóng)天敵大灰優(yōu)蚜蠅為研究對(duì)象，研究其成幼蟲(chóng)識(shí)別信息素的分子和神經(jīng)機(jī)制。
研究表明，大灰優(yōu)蚜蠅成蟲(chóng)觸角均能被不同濃度的反-β-法尼烯所激活，但僅高劑量的反-β-法尼烯能作為遠(yuǎn)距離的線索吸引大灰優(yōu)蚜蠅成蟲(chóng)，而較低劑量則近距離吸引食蚜蠅幼蟲(chóng)。通過(guò)比較組學(xué)的手段鑒定了大灰優(yōu)蚜蠅和黑帶食蚜蠅氣味受體和氣味結(jié)合蛋白，對(duì)同源性較高的基因進(jìn)行研究，篩選出大灰優(yōu)蚜蠅氣味受體（OR3）以及氣味結(jié)合蛋白（OBP15）特異性的識(shí)別反-β-法尼烯及其類似物。
隨后，通過(guò)基因編輯技術(shù)敲除了氣味受體OR3，發(fā)現(xiàn)大灰優(yōu)蚜蠅成蟲(chóng)對(duì)反-β-法尼烯的識(shí)別作用降低，并喪失了行為選擇和遠(yuǎn)距離定位能力。在幼蟲(chóng)中，氣味受體OR3以及氣味結(jié)合蛋白OBP15均有表達(dá)，但失去了對(duì)蚜蟲(chóng)的近距離識(shí)別能力和偏好性，表明食蚜蠅幼蟲(chóng)同樣利用該蛋白參與對(duì)反-β-法尼烯的感受。這表明，幼蟲(chóng)可以利用蚜蟲(chóng)來(lái)源的反-β-法尼烯進(jìn)行近距離定位，而成蟲(chóng)能夠識(shí)別植物來(lái)源的反-β-法尼烯對(duì)蚜蟲(chóng)為害的植株進(jìn)行遠(yuǎn)距離搜尋。
該研究從分子水平解析不同來(lái)源的信息素對(duì)天敵昆蟲(chóng)的調(diào)控作用，打破了蚜蟲(chóng)來(lái)源的反-β-法尼烯作為利它素遠(yuǎn)距離吸引天敵昆蟲(chóng)的認(rèn)知，為充分利用信息素這一重要的化學(xué)線索科學(xué)合理地開(kāi)發(fā)天敵昆蟲(chóng)行為調(diào)控劑奠定理論基礎(chǔ)，為實(shí)現(xiàn)蚜蟲(chóng)的綠色防控提供新的思路。
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