成蟲取食花蜜 中國農業(yè)科學院供圖
近日，中國農業(yè)科學院植物保護研究所（以下簡稱植保所）生物殺蟲劑創(chuàng)制與應用創(chuàng)新團隊系統(tǒng)解析了重大農業(yè)害蟲棉鈴蟲氣味受體基因家族的功能，揭示了鱗翅目昆蟲通過嗅覺與被子植物協(xié)同進化的新機制。這一研究加深了人們對昆蟲與植物協(xié)同進化的認識，以這類關鍵的嗅覺受體為靶標可以發(fā)展環(huán)境友好的害蟲行為調控綠色防控技術。相關研究成果在線發(fā)表在《分子生物學與進化》上。
鱗翅目昆蟲包括蛾子和蝴蝶兩大類，是地球生態(tài)系統(tǒng)中最重要的生物類群之一。絕大多數(shù)鱗翅目昆蟲的幼蟲會危害各類農作物，而成蟲多取食花蜜來補充營養(yǎng)。
植保所研究員王桂榮介紹，植物在生長過程中會釋放復雜的植物揮發(fā)物，而在與植物的共進化過程中，鱗翅目昆蟲也形成了高度靈敏特異的嗅覺系統(tǒng)來識別各類植物揮發(fā)物，從而尋找到寄主植物并完成取食、產卵等行為。對于植食性昆蟲如何識別寄主揮發(fā)物的分子機理卻知之甚少。
該研究對重大農業(yè)害蟲棉鈴蟲的氣味受體基因家族的功能進行了系統(tǒng)研究，繪制了棉鈴蟲氣味受體家族編碼寄主植物揮發(fā)物的功能圖譜，揭示了棉鈴蟲氣味受體通過組合編碼的方式識別復雜的寄主揮發(fā)物，回答了為什么鱗翅目害蟲只有幾十個氣味受體卻能編碼成千上萬種氣味分子的疑問。在此基礎上進一步發(fā)現(xiàn)識別寄主植物花香氣味的受體在鱗翅目昆蟲中高度保守。該受體的出現(xiàn)伴隨鱗翅目昆蟲管狀喙的產生，與被子植物的暴發(fā)時間一致。
該研究得到國家自然科學基金、中國農科院科技創(chuàng)新工程等項目資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1093/molbev/msaa300
