郭金梦, 董双林

(南京农业大学植物保护学院, 南京 210095)

昆虫化学感受(包括味觉和嗅觉)在昆虫觅食、寻找配偶和选择产卵部位以及躲避天敌等行为中起到重要的作用(Hansson and Stensmyr, 2011)。已知的昆虫化学感受相关蛋白主要包括气味结合蛋白(odorant binding protein, OBP)、气味受体(odorant receptor, OR)、化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)、味觉受体(gustatory receptor, GR)、感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein, SNMP)、离子型受体(ionotropic receptor, IR)和气味降解酶(odorant degrading enzyme, ODE)等(Eyunetal., 2017)。

IR由离子型谷氨酸受体(ionotropic glutamate receptor, iGluR)家族演化而来，是一类保守的配体门控离子通道(ligand-gated ion channel)，在配体分子与其结合后通道打开，导致膜内外离子的流动从而产生膜电位。Benton等(2009)基于生物信息学手段从黑腹果蝇Drosophilamelanogaster基因组中鉴定了61个IR，此后随着基因组和转录组测序技术的发展，其他很多种昆虫的IR也相继被鉴定。然而，有关IR的功能研究主要集中在果蝇，其他昆虫中很少报道。早期研究证实，昆虫IR是酸、胺等挥发性物质的受体，但近年发现IR还可以感知其他气味物质，并参与包括味觉、温度感受和湿度感受等嗅觉以外的感受。本文从结构、进化、基因鉴定、感器和组织表达谱以及功能等方面，综述了昆虫IR的研究进展，以期为深入研究昆虫IR的功能、作用机制及在害虫防治中的应用提供参考。

1 IR的结构特征及进化

1.1 IR的结构特征

根据序列特征、组织表达谱和系统发育关系，IR分为两个亚家族：触角IR(antennal IR)和趋异IR(divergent IR)(Crosetetal., 2010)。触角IR主要或仅在触角中表达(Crosetetal., 2010)；趋异IR主要在触角以外的组织中表达，在种内和种间的保守性均较低。基于Clustal Omega多序列比对分析表明，果蝇中42个趋异IR(Crosetetal., 2010)间的氨基酸序列一致性低于55.48%， 42个果蝇趋异IR与18个棉铃虫Helicoverpaarmigera趋异IR(Liuetal., 2018)间的氨基酸序列一致性低于24.48%。……