5月18日, 《細(xì)胞 (Cell)》子刊《當(dāng)代生物學(xué) (Current Biology)》雜志在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所所王桂榮研究團(tuán)隊(duì)題為“一個性信息素拮抗劑調(diào)控棉鈴蟲最優(yōu)交配時間”（A pheromone antagonist regulates optimal mating time in the moth, Helicoverpa amigera）的研究論文，該研究利用最新的CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)結(jié)合神經(jīng)電生理記錄等技術(shù)，首次揭示了性信息素拮抗劑參與調(diào)控棉鈴蟲最優(yōu)交配時間并闡明了其作用的分子機(jī)制。
化學(xué)通訊在昆蟲尋找配偶、食物以及產(chǎn)卵地點(diǎn)等過程中起著非常重要的作用，其中，鱗翅目昆蟲尤其是蛾類依靠特異的性信息素通訊來尋找和識別適合交配的同種配偶。棉鈴蟲雌蟲性腺釋放多種性信息素組分，其中性信息素主組分具有吸引雄蟲進(jìn)行交配的功能，但是對于性信息素次要組分一直未清楚其功能，推測可能在與同域近緣種形成生殖隔離中起作用。此項(xiàng)研究首先發(fā)現(xiàn)棉鈴蟲雌蛾揮發(fā)性信息素主成分的時間與交配高峰期不一致，進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)不同日齡雌蟲腺體中11-十六碳烯醇（Z11-16:OH）的含量與棉鈴蟲交配率成負(fù)相關(guān)，由此推測“性信息素次要組分Z11-16:OH可能參與調(diào)控棉鈴蟲的交配”。利用CRISPR/Cas9基因敲除棉鈴蟲感受Z11-16:OH的氣味受體16（OR16），突變體雄蟲喪失了對11-十六碳烯醇Z11-16:OH的電生理反應(yīng)以及驅(qū)避行為反應(yīng)。更重要的是，突變體雄蟲不能區(qū)分性成熟和未成熟的雌蟲，在性信息素主成分的作用下與未成熟的雌蟲進(jìn)行交配，使子代的孵化率和存活率顯著降低。
該研究首次報道了性信息素次要組分作為拮抗劑，與性信息素主組分一起參與調(diào)控害蟲最優(yōu)交配時間，并闡明了這種調(diào)控作用的分子機(jī)制。該研究為基于性信息素拮抗劑發(fā)展害蟲驅(qū)避劑和交配干擾劑提供了新的思路。
該論文以植保所為第一完成單位，聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生常賀坦和劉楊副研究員是文章的共同第一作者，王桂榮研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和中國農(nóng)科院創(chuàng)新工程項(xiàng)目資助。（通訊員 孫爻）
