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——中国科学院办院方针

七乐国际-首页_欢迎您 > 科研进展

动物所发现小菜蛾感受植物激素油菜素内酯的味觉受体

2020-12-18 动物研究所
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  植物的代谢产物构成了每种植物独有的味道七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您。植食性昆虫主要利用其发达的味觉系统来检测植物化合物,从而识别要取食的组织和产卵的场所七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您。味觉感器多分布在昆虫的口器七乐国际-首页_欢迎您、足七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您、触角上七乐国际-首页_欢迎您,其中七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您,表达的味觉受体(GR)决定昆虫的味觉感受特性。在植食性昆虫的味觉受体中七乐国际-首页_欢迎您,苦味受体种类最多七乐国际-首页_欢迎您,但到目前七乐国际-首页_欢迎您,学界对其功能的了解仍有限七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您。

  中国科学院动物研究所研究员王琛柱团队在eLife上七乐国际-首页_欢迎您,发表了题为A gustatory receptor tuned to the steroid plant hormone brassinolide in Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae) 的研究论文七乐国际-首页_欢迎您。该研究发现了小菜蛾感受植物激素油菜素内酯的味觉受体七乐国际-首页_欢迎您。

  小菜蛾(Plutella xylostella)是一种世界性的大害虫七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您,专门危害十字花科蔬菜七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您。为揭开小菜蛾专食十字花科植物之谜,王琛柱团队把研究重点放在对小菜蛾苦味受体的功能分析上七乐国际-首页_欢迎您。研究发现七乐国际-首页_欢迎您,在小菜蛾的GR基因中,有一个苦味受体基因——PxylGr34,其在小菜蛾四龄幼虫的头部及成虫的触角中高表达七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您,由此七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您,研究人员猜测这个基因可能具有重要的味觉感受功能七乐国际-首页_欢迎您。通过爪蛙卵母细胞表达和双电极电压钳记录实验七乐国际-首页_欢迎您,发现表达该基因的细胞对植物激素油菜素内酯及其类似物24-表油菜素内酯的刺激较敏感;以这两种植物激素刺激幼虫口器上的味觉感器七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您,确认二者均可诱发口器下颚叶上中栓锥感器的电生理反应。为了明确油菜素内酯对小菜蛾的行为影响七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您,研究人员进一步设计了一系列的昆虫取食选择和产卵选择实验:在植物叶片上涂抹油菜素内酯后七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您,小菜蛾幼虫的取食面积明显减??七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您;在产卵介质上涂抹油菜素内酯后,小菜蛾成虫在其上的产卵量也显著变少,这表明油菜素内酯对小菜蛾幼虫的取食及成虫的产卵均有抑制作用七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您。研究人员利用RNA干扰的方法,降低该受体基因在幼虫的表达后七乐国际-首页_欢迎您,发现幼虫口器下颚叶上中栓锥感器的电生理反应明显降低,油菜素内酯对幼虫无显著的取食抑制作用七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您,这证实PxylGr34的表达介导了小菜蛾对油菜素内酯的厌恶行为反应七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您。

  该研究表明七乐国际-首页_欢迎您,植食性昆虫可利用苦味受体来探测特定的植物化合物七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您,从而判断是否在该种植物上取食或产卵七乐国际-首页_欢迎您。研究成果有助于设计以味觉受体为潜在靶标的害虫绿色防控技术七乐国际-首页_欢迎您,为开发以植物激素为基础的昆虫行为调节剂提供了新思路七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您。动物所行为生理与神经遗传学研究组博士后杨科为论文第一作者,王琛柱为论文通讯作者七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您、中国博士后科学基金的支持七乐国际-首页_欢迎您七乐国际-首页_欢迎您。

  论文链接 

小菜蛾对油菜素内酯的味觉感受和行为反应

打印 责任编辑:张芳丹

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