對(duì)昆蟲來說，氣味是它們賴以延續(xù)的生存法則。北京時(shí)間6月14日凌晨2時(shí)，國際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》在線發(fā)表了中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）研究員王桂榮團(tuán)隊(duì)與華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授殷平團(tuán)隊(duì)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所等單位合作完成的最新研究成果“昆蟲氣味受體 OR-Orco異聚體識(shí)別氣味分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)”。研究揭示了氣味配體誘導(dǎo)的氣味受體離子通道門控機(jī)制，為針對(duì)氣味受體的新型昆蟲綠色行為調(diào)控劑的研發(fā)奠定了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
昆蟲依賴靈敏的嗅覺感知環(huán)境中的化學(xué)信息。在嗅覺識(shí)別的過程中，氣味受體（OR）扮演著核心角色，它們被激活后能夠?qū)⑼饨绲幕瘜W(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為生物電信號(hào)，從而介導(dǎo)昆蟲相應(yīng)的行為反應(yīng)。
報(bào)警信息素受體就是其中的一種，研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)蚜蟲在遇天敵攻擊或者其他危險(xiǎn)時(shí)，會(huì)從腹管中釋放出含有報(bào)警信息素的小液滴，“警告”鄰近的蚜蟲快速逃離或掉落。
王桂榮和他的團(tuán)隊(duì)一直致力于昆蟲嗅覺受體的功能鑒定。“簡單地來說，就是找到調(diào)控昆蟲行為的氣味分子。然而，氣味分子成千上萬，找到特定行為反應(yīng)的關(guān)鍵受體無疑是大海撈針，歷經(jīng)十幾年的研究，我們團(tuán)隊(duì)找到了一種高通量的方法，并成功篩選出綠色高效的昆蟲嗅覺行為調(diào)控劑?！蓖豕饦s告訴記者。
王桂榮團(tuán)隊(duì)在前期工作中，成功揭示了蚜蟲識(shí)別報(bào)警信息素的新機(jī)制，并進(jìn)一步闡明了報(bào)警信息素如何巧妙地調(diào)控天敵昆蟲精準(zhǔn)定位蚜蟲的內(nèi)在機(jī)制，為理解昆蟲間的相互作用提供了新的視角。這些研究成果展示了報(bào)警信息素及其類似物作為昆蟲行為調(diào)控劑的巨大潛力。
此次研究首次展示了昆蟲OR-Orco異源復(fù)合物在獨(dú)立（封閉通道）和配體結(jié)合（開放通道）兩種狀態(tài)下的獨(dú)特結(jié)構(gòu)，而且深入揭示了昆蟲氣味識(shí)別通道門控的分子機(jī)制。王桂榮指出，這一發(fā)現(xiàn)，為基于靶標(biāo)結(jié)構(gòu)的先導(dǎo)化合物篩選提供了寶貴的分子基礎(chǔ)，為高效、特異性綠色昆蟲行為調(diào)控劑的創(chuàng)制開辟了新的道路。同時(shí)，也為科學(xué)合理地開發(fā)蚜蟲綠色防控技術(shù)提供了強(qiáng)有力的理論支撐和實(shí)踐指導(dǎo)，具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
中國科學(xué)院院士康樂認(rèn)為，該研究在國際上首次解析了昆蟲OR-Orco復(fù)合體的精細(xì)結(jié)構(gòu)特性，揭示了氣味識(shí)別過程中特殊的離子通道門控機(jī)制。這一突破為基于結(jié)構(gòu)生物學(xué)高通量篩選殺蟲劑和驅(qū)避劑奠定了理論基礎(chǔ)，將有力推動(dòng)害蟲綠色防控新產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程，為實(shí)現(xiàn)安全、綠色、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式提供強(qiáng)有力的支撐。
中國工程院院士、貴州大學(xué)校長宋寶安指出，該研究團(tuán)隊(duì)揭示了昆蟲氣味受體OR-Orco復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)，深入剖析了氣味受體與配體互作機(jī)制，是昆蟲嗅覺編碼機(jī)制研究領(lǐng)域的重大突破，為開發(fā)高效、綠色的行為調(diào)控劑奠定了理論基礎(chǔ)，顯著增強(qiáng)我國在昆蟲行為調(diào)控劑研究領(lǐng)域的核心競爭力，有望催生一批綠色、高效的昆蟲行為調(diào)控新產(chǎn)品。
（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所供圖）
