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反-β-法尼烯被鑒定為絕大多數(shù)蚜蟲的報警信息素組分，一直以來備受關(guān)注。在植物-蚜蟲-天敵昆蟲三級營養(yǎng)級關(guān)系中，多種天敵昆蟲均能利用反-β-法尼烯定位蚜蟲，但是對于不同來源的反-β-法尼烯吸引蚜蟲天敵的理論存在一定的爭議，其分子機(jī)制尚不十分清楚。該團(tuán)隊以生產(chǎn)上重要的蚜蟲天敵大灰優(yōu)蚜蠅為研究對象，研究其成幼蟲識別信息素的分子和神經(jīng)機(jī)制。
研究表明，大灰優(yōu)蚜蠅成蟲觸角均能被不同濃度的反-β-法尼烯所激活，但僅高劑量的反-β-法尼烯能作為遠(yuǎn)距離的線索吸引大灰優(yōu)蚜蠅成蟲，而較低劑量則近距離吸引食蚜蠅幼蟲。科研人員通過比較組學(xué)的手段鑒定了大灰優(yōu)蚜蠅和黑帶食蚜蠅氣味受體和氣味結(jié)合蛋白，對同源性較高的基因進(jìn)行研究，篩選出大灰優(yōu)蚜蠅氣味受體（OR3）以及氣味結(jié)合蛋白（OBP15）特異性的識別反-β-法尼烯及其類似物。隨后，通過基因編輯技術(shù)敲除了氣味受體OR3，發(fā)現(xiàn)大灰優(yōu)蚜蠅成蟲對反-β-法尼烯的識別作用降低，并喪失了行為選擇和遠(yuǎn)距離定位能力。在幼蟲中，氣味受體OR3以及氣味結(jié)合蛋白OBP15均有表達(dá)，但失去了對蚜蟲的近距離識別能力和偏好性，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。這表明，幼蟲可以利用蚜蟲來源的反-β-法尼烯進(jìn)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(jìn)行遠(yuǎn)距離搜尋。
該研究從分子水平解析不同來源的信息素對天敵昆蟲的調(diào)控作用，打破了蚜蟲來源的反-β-法尼烯作為利它素遠(yuǎn)距離吸引天敵昆蟲的認(rèn)知，為充分利用信息素這一重要的化學(xué)線索科學(xué)合理地開發(fā)天敵昆蟲行為調(diào)控劑奠定理論基礎(chǔ)，為實現(xiàn)蚜蟲的綠色防控提供新的思路。
該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金杰青項目和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。
