新京报讯（采访人员 周怀宗）采访人员从中国农科院获悉 ， 近日 ， 中国科学家解析了棉铃虫气味受体基因家族的功能 ， 揭示了鳞翅目昆虫和被子植物协同进化的新机制 。 该研究由中国农科院植保所生物杀虫剂创制与应用创新团队完成 。
飞蛾是生活中最常见的昆虫 ， 属于鳞翅目 ， 是地球生态系统中最重要的生物类群之一 。 同时 ， 它们也是农业生产中最大的害虫种类之一 ， 绝大多数鳞翅目昆虫的幼虫会危害各类农作物 ， 而成虫多取食花蜜来补充营养 。
团队科学家王桂荣研究员介绍 ， 嗅觉是害虫主要的感觉方式 ， 在害虫寻找寄主、配偶以及逃避天敌等行为中起着非常重要的作用 。 而植物在生长过程中会释放复杂的植物挥发物 ， 在与植物的共进化过程中 ， 鳞翅目昆虫也形成了高度灵敏特异的嗅觉系统来识别各类植物挥发物 ， 从而寻找到寄主植物并完成取食、产卵等行为 。
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鳞翅目昆虫高度灵敏特异的嗅觉系统 ， 可以识别各类植物挥发物 ， 从而寻找到寄主植物并完成取食、产卵等行为 。 中国农科院供图
国内外对鳞翅目昆虫寻找配偶的嗅觉分子机制研究较多 ， 但是 ， 对于植食性昆虫如何识别寄主挥发物的分子机理却知之甚少 。
研究对重大农业害虫棉铃虫的气味受体基因家族的功能进行了系统研究 ， 揭示了棉铃虫气味受体通过组合编码的方式识别复杂的寄主挥发物的过程 。
据介绍 ， 科学家们测定了44个气味受体对67种寄主植物挥发物的反应 ， 鉴定了28个气味受体的配体 ， 绘制了棉铃虫气味受体家族编码寄主植物挥发物的功能图谱 。
在此基础上 ， 进一步通过分子系统发育和受体功能对比分析发现 ， 大多数直系同源气味受体的功能都出现了分化 ， 只有少数几个气味受体功能保守 。
【受体|害虫靠嗅觉找到食物 鳞翅目昆虫和被子植物协同进化机制被发现】对鳞翅目和毛翅目31个物种气味受体分子系统发育分析表明 ， 所有鳞翅目物种中存在一个高度保守的直系同源基因 ， 它们在进化过程中形成独特的进化分支 ， 受到强烈的负选择压 ， 这些直系同源基因的功能高度保守 ， 都对被子植物花香主要挥发物——苯乙醛有非常灵敏而且特异的反应 ， 该受体在鳞翅目昆虫寻找寄主植物特别是花的过程中发挥关键作用 。
同时 ， 该直系同源受体的出现伴随鳞翅目昆虫的管状喙的产生 ， 这与被子植物的爆发时间一致 ， 并在鳞翅目昆虫与被子植物的长期共存下保持了稳定的功能 。
这一研究加深了人们对昆虫与植物协同进化的认识 ， 以这类关键的嗅觉受体为靶标可以发展环境友好的害虫行为调控绿色防控技术 。
该研究得到国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目资助 。 相关研究成果在线发表在《分子生物学与进化（Molecular Biology and Evolution）》上 。
新京报采访人员 周怀宗
编辑 唐峥 校对 李铭
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