田间二化螟雄蛾对不同配比性信息素的嗅觉反应及性信息素识别相关基因表达水平差异
2021-07-07刘天伟陈运康许春梅杜永均
刘天伟, 陈运康, 许春梅, 郭 荣, 冯 波, 杜永均,*
(1.浙江大学农药与环境毒理研究所, 杭州 310058; 2.湖南攸县植保植检站, 湖南攸县 412300;3.犍为县农业农村局, 四川犍为 614400; 4.全国农业技术推广服务中心, 北京 100125; 5.温州医科大学健康与环境生态研究所, 浙江温州 325035)
昆虫在性成熟时释放的性信息素气味分子,通过气流扩散传播,被其同种异性昆虫的嗅觉感器感受产生神经生理反应,并整合其他感觉通道,最后使雄性昆虫产生朝向气味源的定向飞行行为反应,找到配偶而实现交配。在嗅觉感器内部,已经鉴定出许多基因家族在昆虫的性信息素嗅觉识别过程中发挥重要作用,包括性信息素结合蛋白(pheromone binding proteins, PBPs)(Zhuetal., 2016)、性信息素受体(pheromone receptors, PRs)(Linetal., 2015; Zhangetal., 2017)、细胞色素P450(cytochrome P450)(Fengetal., 2017)、普通气味结合蛋白(general odorant binding proteins, GOBPs)(Khuhroetal., 2017)、离子受体(ionotropic receptors, IRs)(Heetal., 2019)、感觉神经元膜蛋白(sensory neurone membrane proteins, SNMPs)(Sunetal., 2019)、化学感受蛋白(chemosensory proteins, CSPs)(Zengetal., 2018)和气味降解酶(odour degrading enzymes, ODEs)(Chertempsetal., 2012)。已经发现性信息素结合蛋白PBP1-4(Changetal., 2015; Dongetal., 2019)、普通气味结合蛋白GOBP1-2(Gongetal., 2009; Khuhroetal., 2017)和性信息素受体PR1-6(Changetal., 2015)参与了二化螟Chilosuppressalis性信息素的嗅觉识别。因此,这些基因的表达水平直接影响了神经输入信号,从而最终影响雄蛾的行为反应。
首先,性信息素的生物合成原料来自寄主植物,寄主植物是影响昆虫性信息素组成变异的一个重要因子(Landolt and Phillips, 1997)。草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda玉米品系雌蛾几乎不与水稻品系雄蛾交配,而水稻品系雌蛾与两类品系的雄蛾均可交配,这是由于雌蛾性腺分泌的性信息素不同而造成的行为隔离(Caas-Hoyosetal., 2017)。玉米螟性信息素也受寄主植物的影响(徐翔等, 2018)。其次,昆虫性信息素的生物合成受一系列酶控制,环境……
