科學(xué)家揭示天敵昆蟲定位害蟲的分子機制
近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所抗蟲功能基因研究與利用團隊，通過比較組學(xué)揭示了在植物—蚜蟲—天敵昆蟲互作關(guān)系中重要的化學(xué)線索反-β-法尼烯的來源、生態(tài)學(xué)功能，以及該化學(xué)物質(zhì)介導(dǎo)的天敵昆蟲嗅覺識別的分子機制。相關(guān)研究發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》上。
反-β-法尼烯被鑒定為絕大多數(shù)蚜蟲的報警信息素組分，一直以來備受科學(xué)界關(guān)注。在植物—蚜蟲—天敵昆蟲三級營養(yǎng)級關(guān)系中，多種天敵昆蟲均能利用反-β-法尼烯定位蚜蟲，但是對于不同來源的反-β-法尼烯吸引蚜蟲天敵的分子機制，尚不十分清楚。該團隊以生產(chǎn)上重要的蚜蟲天敵大灰優(yōu)蚜蠅為研究對象，研究其成幼蟲識別信息素的分子機制。研究表明，大灰優(yōu)蚜蠅成蟲觸角均能被不同濃度的反-β-法尼烯所激活，但只有高劑量時，反-β-法尼烯才能遠(yuǎn)距離吸引大灰優(yōu)蚜蠅成蟲，而較低劑量只能近距離吸引幼蟲。
科研人員通過比較組學(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)。隨后，通過基因編輯技術(shù)敲除了大灰優(yōu)蚜蠅成蟲的OR3，發(fā)現(xiàn)大灰優(yōu)蚜蠅成蟲對反-β-法尼烯的識別能力降低，并喪失了行為選擇和遠(yuǎn)距離定位能力;幼蟲失去了對蚜蟲的近距離識別能力和偏好性。這表明，大灰優(yōu)蚜蠅幼蟲可以利用蚜蟲來源的反-β-法尼烯進(jìn)行近距離定位，而成蟲能夠識別反-β-法尼烯，對蚜蟲危害的植株進(jìn)行遠(yuǎn)距離搜尋。
該研究從分子水平解析不同來源的信息素對天敵昆蟲的調(diào)控作用，為充分利用信息素這一重要的化學(xué)線索科學(xué)合理地開發(fā)天敵昆蟲行為調(diào)控劑、實現(xiàn)蚜蟲的綠色防控提供了新思路。
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