新京報訊（記者 周懷宗 通訊員 歐陽燦彬）利用天敵昆蟲來控制作物害蟲的種群數量，是病蟲害防治中普遍採用的方法。然而，這些天敵昆蟲，究竟是怎樣精準定位它們的目標的？近日，記者從中國農科院獲悉，我科研人員透過比較組學，揭示了在植物—蚜蟲—天敵昆蟲的互作關係中，一種至關重要的化學線索及其分子機制。相關研究發表在《當代生物學（Current Biology）》上。
昆蟲資訊素介導的大灰優蚜蠅定位蚜蟲的分子機制。中國農科院供圖
中國農科院植保所抗蟲功能基因研究與利用團隊研究人員介紹，這種重要的化學反應線索叫作“反-β-法尼烯”，它是絕大多數蚜蟲的報警資訊素組分，一直以來備受關注。在植物-蚜蟲-天敵昆蟲三級營養級關係中，多種天敵昆蟲均能利用反-β-法尼烯定位蚜蟲，但是對於不同來源的反-β-法尼烯，吸引蚜蟲天敵的理論，存在一定的爭議，其分子機制尚不十分清楚。
在此次研究中，研究人員以大灰優蚜蠅為研究物件，利用比較組學，研究其成幼蟲識別資訊素的分子和神經機制。
大灰優蚜蠅是農業生產中重要的蚜蟲天敵，研究發現，大灰優蚜蠅成蟲觸角，能被不同濃度的反-β-法尼烯所啟用，但僅有高劑量的反-β-法尼烯，能作為遠距離的線索，吸引大灰優蚜蠅成蟲，而較低劑量時，則可以近距離吸引食蚜蠅幼蟲。
反-β-法尼烯究竟有什麼作用呢？研究人員以比較組學的手段，鑑定了大灰優蚜蠅和黑帶食蚜蠅氣味受體和氣味結合蛋白，對同源性較高的基因進行研究，篩選出大灰優蚜蠅氣味受體（OR3）、氣味結合蛋白（OBP15）特異性的識別反-β-法尼烯物及其類似物。隨後，透過基因編輯技術，敲除了氣味受體OR3，發現大灰優蚜蠅成蟲對反-β-法尼烯的識別作用降低，並喪失了行為選擇和遠距離定位能力。
而在幼蟲實驗中，氣味受體OR3以及氣味結合蛋白OBP15均有表達，但失去了對蚜蟲的近距離識別能力和偏好性，這表明，食蚜蠅幼蟲同樣利用該蛋白參與對反-β-法尼烯的感受。
最終，實驗結果顯示，幼蟲可以利用蚜蟲來源的反-β-法尼烯進行近距離定位，而成蟲能夠識別植物來源的反-β-法尼烯對蚜蟲為害的植株進行遠距離搜尋。
據介紹，這一研究從分子水平解析不同來源的資訊素對天敵昆蟲的調控作用，打破了蚜蟲來源的反-β-法尼烯作為利它素，遠距離吸引天敵昆蟲的認知，為充分利用資訊素這一重要的化學線索，科學合理地開發天敵昆蟲行為調控劑，奠定理論基礎，為實現蚜蟲的綠色防控提供新的思路。研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金傑青專案和中國農業科學院科技創新工程等專案的資助。
新京報記者 周懷宗 通訊員 歐陽燦彬
編輯 唐崢 校對 盧茜
