美洲大蠊求偶交配行為溝通的兩種性信息素獲揭示

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519716.shtm

華南師范大學生命科學學院教授李勝和副教授李娜團隊與東南大學教授潘玉峰團隊合作，研究揭示了兩種性信息素成分通過兩種嗅覺受體共同調控美洲大蠊雄蟲性行為的分子機制。相關成果近日以長文的形式在線發表于《中國科學：生命科學》英文版。

“我們以美洲大蠊為研究對象對其兩性交配的分子機制進行了解析，發現了兩種性信息素成分periplanone-A（PA）和periplanone-B（PB）通過兩種嗅覺受體（OR53和OR100）共同調控雄蟲求偶交配行為。”論文通訊作者李勝告訴《中國科學報》。

  ?

美洲大蠊求偶交配行為溝通的兩種性信息素——兩種嗅覺受體感受途徑。受訪者供圖

揮發性性信息素對雄性和雌性之間的性溝通至關重要，在動物，包括昆蟲中廣泛存在，能夠吸引遠距離的潛在性伴侶，并通常由雄性專門的氣味受體檢測。美洲大蠊雌蟲在羽化性成熟后產生并釋放出兩種性信息素成分PB和PA。在以前的研究中已經證明PB是主要的性引誘劑并能吸引雄性，但其與PA在調節性行為方面的相互作用尚不清楚。

該研究首次發現在美洲大蠊PB能夠在長距離吸引成年雄性美洲大蠊，而PA可能會抵消PB的吸引力。研究人員通過各種行為測試對美洲大蠊兩性交配進行了觀察記錄，同時進行了電生理學、性別和年齡特異性轉錄組、果蠅遺傳學以及RNAi敲除實驗，確定了OR53為PA/PB的受體，OR100為PA的受體。他們利用熒光原位雜交和單細胞測序將OR53和OR100表達定位在雄性觸角中的兩種錐形感受器。

該項研究圍繞美洲大蠊兩性交配的嗅覺感受分子機制進行了行為學、電生理學、轉錄組學的分析，確定了兩種氣味受體，OR53和OR100，分別作為PB/PA和PA受體。OR53和OR100主要在性成熟雄性的觸角中表達，并且它們的表達水平受性別分化途徑和營養響應信號的調節。在雄性觸角中OR53和OR100的細胞定位進一步揭示了兩種感器協調一個復雜的兩性信息素-兩受體途徑來調節美洲大蠊的性行為。

上述發現展示了兩種性信息素成分的不同功能，確定了它們的受體和調節機制，這些機制在雄性特異性和年齡相關的性行為中起作用，并且可能為害蟲管理提供新的指導策略。