中国林科院森环森保所在松毛虫信息素受体功能研究方面取得新进展

在昆虫与外界环境相互作用过程中，化学感受系统起到了举足轻重的作用。蛾类昆虫拥有特别发达的嗅觉系统。挖掘嗅觉相关行为可塑性和基因表达变化之间的关联，是进一步明确松毛虫嗅觉识别机制的良好切入点。松毛虫（Dendrolimusspp.）是我国最重要的针叶林食叶害虫，森环森保所昆虫生态与害虫管理学科组基于前期虫信息素研究的成果，展开了其嗅觉识别分子机制的研究。
在昆虫的众多嗅觉识别基因中，气味受体中的信息素受体（Pheromone receptor, PR）能够特异性的识别昆虫信息素，并且PRs在昆虫气味受体ORs发育树中分别位于一个特殊的分支。但是，研究发现所有的马尾松毛虫ORs都没有聚类到传统的PR家族，推测松毛虫信息素识别相关基因可能具有比较特殊的序列特征。随后，结合交配行为，筛选到了松毛虫可能的PRs基因，并对7个可能的松毛虫ORs基因进行了爪蟾卵母细胞表达和其配体结合特性分析。7个ORs基因有两个能够结合松毛虫的信息素组分，分别是DpunOR45和DpunOR46。有意思的是，松毛虫的这两个PR一个呈现广谱识别，一个则对其特异的次要组分特异性识别。
通过进一步对松毛虫信息素受体进行进化分析，发现其并没有分布在传统的蛾类信息素PR分支上，表明该类昆虫的信息素受体具有和已知昆虫信息素受体不同的起源（图1A）。结构域分析发现，松毛虫信息素受体和其他已知信息素受体的结构域特征相似性较小，而其自身则具有特异性的结构域（图1B）。因此，松毛虫信息素受体是蛾类信息素受体的另外一个起源，丰富了昆虫信息素受体研究的功能和进化来源。
该论文以题目“Evolution of sex pheromone receptors inDendrolimus punctatusWalker (lepidoptera_ Lasiocampidae) is divergent from other moth species”发表在昆虫学领军期刊《Insect Biochemistry and Molecular Ecology》上，论文研究生申思凡，通讯作者为张苏芳和中国农科院植保所王桂荣。该工作得到了国家自然科学基金的资助。（张苏芳/森环森保所）
张苏芳 中国林科院森环森保所 2020-12-11

关键词 松毛虫  嗅觉识别机制  森林昆虫  图片