研究揭示草地貪夜蛾“聞味避敵”的嗅覺密碼

　　廣東省科學院動物研究所副研究員唐睿團隊攜手仲愷農業工程學院、河北大學、廣東省科學院南繁種業研究所及國際應用生物科學中心等機構，系統揭示了草地貪夜蛾（Spodoptera frugiperda）幼蟲借助嗅覺系統識別并回避微生物釋放的特定氣味分子——2-己炔酸的分子機制。這一突破性成果為入侵物種的綠色防控提供了全新靶點。10月23日，相關成果發表于《普通昆蟲學》（Entomologia Generalis）。

　　草地貪夜蛾作為一種全球性的重大農業害蟲，對玉米、水稻等眾多作物生產造成了嚴重危害。研究團隊發現，草地貪夜蛾幼蟲能夠主動回避源自昆蟲病原線蟲共生細菌的特殊氣味分子——2-己炔酸。這種回避反應并非偶然，而是由其體內特定的嗅覺受體組合共同驅動完成的，具體包括氣味受體SfruOR51、共受體SfruORco以及離子型受體共受體SfruIR8a。

　　為深入探究其中的奧秘，研究團隊在國家重點研發計劃等項目資助下，采用了轉錄組分析方法，確認幼蟲頭部關鍵氣味受體基因SfruOR51在接觸到2-己炔酸后會出現顯著上調現象。進一步的功能實驗則更具說服力：在果蠅體內異源表達該基因后，果蠅對2-己炔酸產生了強烈的電生理反應；而在草地貪夜蛾中沉默該基因后，其對這種氣味的敏感度顯著降低。

　　團隊還揭示了草地貪夜蛾幼蟲對2-己炔酸的感知機制并非依賴單一受體，而是多個受體協同作用的結果。除氣味受體SfruOR51外，氣味受體共受體SfruORco和離子型受體共受體SfruIR8a也參與其中。這充分表明，草地貪夜蛾的嗅覺系統采用了一種獨特的“組合編碼”方式來識別和逃避微生物產生的有機酸類趨避氣味。

　　為了驗證這種嗅覺組合編碼模式的獨特性，研究團隊利用微生物產生的其他非有機酸趨避劑丙烯酸異辛酯（2-ethylhexyl acrylate）等，對沉默上述受體的草地貪夜蛾幼蟲進行了電生理和行為驗證。結果顯示，這種嗅覺組合編碼模式是2-己炔酸所獨有的。此外，通過比較基因組進化分析發現，SfruOR51可能起源于夜蛾科（Noctuidae），這種對有機酸趨避劑的嗅覺組合編碼機制或許是該類群多種農業害蟲共有的嗅覺特性。

　　該研究不僅極大地深化了我們對昆蟲-微生物互作關系中化學通訊機制的理解，更為開發基于行為干擾的新型綠色防控策略提供了極具潛力的靶點，有望為農業害蟲防控帶來新的突破。

　　相關論文信息：http://doi.org/10.1127/entomologia/3215