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作物科学高端讲坛:棉铃虫是怎样求偶的?

核心提示: 9月6日上午,中国农科院王桂荣研究员做客植科院作物科学高端讲坛,为我校学子带来有关“棉铃虫求偶行为的嗅觉分子机制”的主题报告。

南湖网讯(通讯员 黄青 王先洪)9月6日上午,中国农业科学院植物保护研究所研究员、植物病虫害生物学国家重点实验室副主任王桂荣博士做客我校植物科学技术学院作物科学高端讲坛,为我校学子带来有关“棉铃虫求偶行为的嗅觉分子机制”的主题报告。

“嗅觉在昆虫适应环境和种群繁衍具有重要的生物学和生态学意义,但同时也是它的一大弱点。”王桂荣首先为大家介绍传统化学生态学筛选害虫行为调控剂的方法,“平时运用的驱蚊胺、交配干扰剂、性引诱剂等害虫行为调节剂就正是利用这一弱点。”他表示,筛选昆虫行为调节剂可利用传统化学生态学进行化合物的收集及鉴定,进而进行行为鉴定,研发出行为调控剂。前期研究表明,昆虫的嗅觉神经是由启动表达的受体来决定的。因此团队选择以受体为靶标,通过体外表达,来筛选类型的调节剂。这与传统方法相比,该方法筛选速率提高了一百倍。且昆虫嗅觉受体的进化与其生态位密切相关,害虫嗅觉受体实行的组合编码说明其复杂性,证明了从传统方法去筛选行为调控剂效果不好,可以监测但达不到防控效果。

随后,王桂荣为同学们介绍棉铃虫雌雄求偶之间的通讯机制。棉铃虫雌虫性腺释放多种性信息素组分,其中性信息素主组分具有吸引雄虫进行交配的功能,但是性信息素次要组分功能不清楚,推测可能在与同域近缘种形成生殖隔离中起作用。此项研究首先发现棉铃虫雌蛾挥发性信息素主成分的时间与交配高峰期不一致,进一步的研究发现不同日龄雌虫腺体中Z11-16:OH的含量与棉铃虫交配率成负相关,由此提出信息素拮抗剂次要组分Z11-16:OH可能参与调控棉铃虫的交配调控的假设。利用CRISPR/Cas9敲除棉铃虫感受Z11-16:OH的受体OR16,突变体雄虫丧失了对Z11-16:OH的电生理反应以及驱避行为反应。该研究解析信息素主成分正调控害虫交配的嗅觉分子机制,提出并证明了拮抗剂参与害虫交配负调控。

谈及对研究的展望,王桂荣表示,棉铃虫除了性激素识别之外,它对寄主植物的识别也特别重要,希望团队将来能阐明棉铃虫气味受体并加以利用,揭示害虫中枢神经统参与其嗅觉感受的机制。

最后,大家与王桂荣进行交流问答。我校植科院王满囷教授就棉铃虫幼虫对性激素识别是为寻找食物提出问题:“棉铃虫成虫在产卵的时选择的环境肯定是适合生存、有足够的食物供给的,那幼虫为什么还要通过识别性激素去寻找食物呢?”王桂荣回应目前的推测为虫虫产卵的确会选择最优环境,而环境是在不断变化的,他表示在未来会进一步研究。

审核人:王满囷 朱正宁

责任编辑:喻楚月
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