当代生物学:研究揭示了反

来源：中国农业科学院植物保护研究所2022-02-01 10:03

近日，中国农业科学院植物保护研究所抗虫功能基因研究利用团队在国际知名期刊《当代生物学（Current Biology）》上发表了题为《(e)--法尼烯介导蚜虫在捕食性天敌中定位的分子基础》的在线文章。

近日，中国农业科学院植物保护研究所抗虫功能基因研究与利用团队在国际知名期刊《当代生物学（Current Biology）》上以长文形式在线发表了题为《(e)--法尼烯介导蚜虫在捕食性珊瑚虫中定位的分子基础》的研究论文。本研究揭示了植物-蚜虫-天敌昆虫相互作用中抗-法尼烯(EBF)重要化学线索的来源、生态功能和分子机制。

早在20世纪70年代，反式--法尼烯就被鉴定为大多数蚜虫的报警信息素成分，一直备受关注。抗虫功能基因研究利用团队前期工作阐明了蚜虫感知报警信息素的信号转导途径，从分子和细胞水平揭示了蚜虫识别EBF的分子机制(Current Biology，2017)。在20世纪90年代初，科学家们还从害虫诱导的植物挥发物中鉴定出EBF。在植物-蚜虫-天敌昆虫三级营养关系中，虽然许多蚜虫天敌昆虫可以利用EBF作为化学线索定位蚜虫，但关于EBF从不同来源吸引蚜虫天敌的理论存在一定争议，其分子机制也不是很清楚。在此基础上，团队以蚜虫的重要天敌灰蚜为研究对象，研究了成虫幼虫识别EBF的分子和神经机制。

结果表明，EBF高剂量以远距离线索吸引灰蚜雌、雄成虫，EBF低剂量以近距离线索吸引蚜虫幼虫。在成虫中，灰蚜的雌雄触角均可被不同浓度的EBF激活，一种圆锥形感器中的神经元参与识别EBF及其类似物。由于天敌昆虫对EBF的识别是保守的，通过比较组学的方法，鉴定了地鳖虫和食蚜蝇气味受体和气味结合蛋白高度同源的基因，并进行了功能研究，筛选出特异性识别EBF及其类似物的地鳖虫气味受体OR3和气味结合蛋白OBP15。随后通过基因编辑技术敲除气味受体OR3，发现土元虫成虫对EBF的识别能力下降，EBF的行为选择和远距离定位丧失。在幼虫中，气味受体OR3和气味结合蛋白OBP15均有表达。OR3突变体失去了幼虫对EBF的紧密识别，蚜虫对报警信息素成分EBF的偏好也失去了，这表明食蚜蝇幼虫也利用这种蛋白质参与了EBF的感受。到目前为止，我们已经提供了证据，表明幼虫可以利用来自蚜虫的EBF进行近距离定位，而成虫可以从植物中识别EBF，用于远距离搜索被蚜虫破坏的植物。本研究从分子水平分析了不同来源的EBF对天敌昆虫的调节作用，打破了以蚜虫体内的EBF作为利他林远距离吸引天敌昆虫的认知，为充分利用重要化学线索EBF科学合理开发天敌昆虫行为调节剂奠定了理论基础，为实现蚜虫绿色防控提供了新思路。(100yiyao.com)

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