近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所糧食作物害蟲監(jiān)測與控制創(chuàng)新團(tuán)隊在經(jīng)典昆蟲學(xué)雜志《Entomologia Generalis》上發(fā)表最新研究成果，系統(tǒng)揭示了綠盲蝽雄蟲對性信息素組分和寄主植物揮發(fā)物的協(xié)同感知機(jī)制，并提出了基于植物揮發(fā)物與性信息素融合設(shè)計的綠色防控新策略。該研究為害蟲綠色防控提供了新的理論依據(jù)與技術(shù)支撐。
前期研究發(fā)現(xiàn)，綠盲蝽性信息素組分（如trans-2-己烯基丁酸酯，E2HB）在田間誘捕效果顯著，但室內(nèi)引誘作用不理想，推測寄主植物揮發(fā)物可能對其性信息素的感知存在調(diào)控作用。為解析這一現(xiàn)象背后的調(diào)控機(jī)制，團(tuán)隊首先利用“H”型嗅覺儀模擬田間環(huán)境，發(fā)現(xiàn)寄主植物揮發(fā)物與性信息素的混合物對綠盲蝽雄蟲的吸引力顯著高于單獨(dú)性信息素組分（雄蟲選擇率提升大約2.5倍）。隨后，團(tuán)隊從綠盲蝽雄蟲觸角中篩選出15個差異表達(dá)的氣味受體（AlucORs），并通過非洲爪蟾卵母細(xì)胞異源表達(dá)系統(tǒng)結(jié)合雙電極電壓鉗記錄，系統(tǒng)測定了重組卵母細(xì)胞對64種化合物的識別結(jié)合譜。結(jié)果表明，6個AlucORs對主要性信息素成分E2HB和結(jié)構(gòu)相似的花香酯類（如丁酸丁酯、丁酸丙酯）均表現(xiàn)出高敏感性，其中AlucOR3和AlucOR81對這兩類關(guān)鍵氣味分子響應(yīng)尤為突出。系統(tǒng)進(jìn)化分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，AlucOR3亞支受體基因受強(qiáng)純化選擇（ω = 0.17802），表明該進(jìn)化亞支在盲蝽科昆蟲中保守的酯類感知功能。
基于綠盲蝽氣味受體可協(xié)同識別性信息素與寄主揮發(fā)物的雙重功能特性，團(tuán)隊提出“化學(xué)信號協(xié)同增效模型”：寄主植物揮發(fā)物通過激活“雙重功能”ORs，增強(qiáng)性信息素信號的識別效率，最終顯著提升雄蟲趨向行為。后續(xù)行為試驗也證實，將E2HB與寄主揮發(fā)物（如丁酸丁酯）混合后，對綠盲蝽雄蟲的誘捕效果顯著優(yōu)于單獨(dú)性信息素組分，具有很好田間應(yīng)用潛力。該研究不僅為深入理解植食性昆蟲“定位配偶-識別寄主”的協(xié)同策略提供了分子層面的理論支撐，也為設(shè)計“性信息素-寄主揮發(fā)物”協(xié)同引誘劑提供了精準(zhǔn)靶標(biāo)，提出了綠盲蝽綠色防控新路徑。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所為論文第一完成單位，張永軍研究員為通訊作者，安興奎博士（現(xiàn)就職于中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所）和Adel Khashaveh博士為共同第一作者。合作單位包括云南大學(xué)、荷蘭瓦赫寧根大學(xué)、河南科技學(xué)院、安徽師范大學(xué)和國家植物保護(hù)科學(xué)觀測實驗站（廊坊）。該研究獲得了國家自然科學(xué)基金（32372639）、國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-02-26）和國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2021YFD1400700）的資助。
