小金蝠蛾幼蟲嗅覺調控機制研究獲新進展

近日，廣東省科學院動物研究所研究員韓日疇團隊與合作者，在小金蝠蛾幼蟲嗅覺調控機制研究方面取得新進展。他們首次闡明了小金蝠蛾幼蟲如何通過特定氣味受體OR17b識別關鍵寄主配體氣味二十三烷，揭示了高原生境下這一獨特昆植互作模式下的化學通訊基礎。相關成果發表于《國際生物大分子雜志》。

基于TxiaOR17b－二十三烷嗅覺調控下的小金蝠蛾初孵幼蟲取食策略模式。研究團隊供圖

小金蝠蛾是傳統冬蟲夏草的優勢寄主，其食性的嗅覺機制對于冬蟲夏草產業化升級具有重要意義。研究團隊通過氣相色譜－質譜結合氣象色譜－觸角電位法，從小金蝠蛾幼蟲飼料配方中的植物分離鑒定了19種對幼蟲具備電生理活性的揮發性氣味物質。其中，二十三烷和2－異丙基－1－甲氧基－4－甲基苯（214MB）在后續進一步的觸角電位劑量反應和行為選擇實驗中對小金蝠蛾具有顯著的嗅覺吸引作用。

通過分析兩種氣味誘導的幼蟲頭部轉錄組數據，研究人員發現氣味受體共受體ORco和氣味受體OR17b在小金蝠蛾幼蟲中發生顯著上調。通過異源表達果蠅UAS－GAL4系統和RNAi進行的功能驗證表明，氣味受體TxiaOR17b是小金蝠蛾幼蟲對關鍵化合物二十三烷感受的充分且必要受體。研究顯示，珠芽蓼中珠芽是二十三烷的唯一產生部位，這一器官也是珠芽蓼用于無性生殖的器官，珠芽蓼大量產生珠芽的時期與小金蝠蛾野外孵化高峰期重疊，初孵幼蟲通過OR17b－二十三烷嗅覺通路快速定位珠芽，以獲得食物來源，完成早期生存策略。

該研究為理解原始鱗翅目昆蟲與寄主植物之間的互作關系提供了新視角，為探索鱗翅目物種嗅覺功能和氣味編碼的動態變化提供了重要參考，而且對冬蟲夏草這一珍貴藥材的保護和可持續利用具有潛在的應用價值。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.131503