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——中国科学院办院方针

九州彩票登录 > 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九州彩票登录九州彩票登录。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九州彩票登录九州彩票登录。味觉感器多分布在昆虫的口器九州彩票登录、足九州彩票登录九州彩票登录、触角上九州彩票登录,其中九州彩票登录九州彩票登录,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九州彩票登录,苦味受体种类最多九州彩票登录,但到目前九州彩票登录,学界对其功能的了解仍有限九州彩票登录九州彩票登录。

  中国科学院动物研究所研究员王琛柱团队在eLife上九州彩票登录,发表了题为A gustatory receptor tuned to the steroid plant hormone brassinolide in Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae) 的研究论文九州彩票登录。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九州彩票登录。

  小菜蛾(Plutella xylostella)是一种世界性的大害虫九州彩票登录九州彩票登录,专门危害十字花科蔬菜九州彩票登录九州彩票登录。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九州彩票登录。研究发现九州彩票登录,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九州彩票登录九州彩票登录九州彩票登录,由此九州彩票登录九州彩票登录,研究人员猜测这个基因可能具有重要的味觉感受功能九州彩票登录。通过爪蛙卵母细胞表达和双电极电压钳记录实验九州彩票登录,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九州彩票登录九州彩票登录,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九州彩票登录九州彩票登录,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九州彩票登录九州彩票登录,小菜蛾幼虫的取食面积明显减??九州彩票登录九州彩票登录九州彩票登录;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九州彩票登录九州彩票登录。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九州彩票登录,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九州彩票登录九州彩票登录,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九州彩票登录九州彩票登录九州彩票登录。

  该研究表明九州彩票登录,植食性昆虫可利用苦味受体来探测特定的植物化合物九州彩票登录九州彩票登录,从而判断是否在该种植物上取食或产卵九州彩票登录。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九州彩票登录,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九州彩票登录九州彩票登录。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九州彩票登录九州彩票登录。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金九州彩票登录九州彩票登录九州彩票登录、中国博士后科学基金的支持九州彩票登录九州彩票登录。

  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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