鱗翅目昆蟲通過嗅覺與被子植物協同進化
2021-01-08 科學網
成蟲取食花蜜 中國農業科學院供圖
近日，中國農業科學院植物保護研究所（以下簡稱植保所）生物殺蟲劑創製與應用創新團隊系統解析了重大農業害蟲棉鈴蟲氣味受體基因家族的功能，揭示了鱗翅目昆蟲通過嗅覺與被子植物協同進化的新機制。這一研究加深了人們對昆蟲與植物協同進化的認識，以這類關鍵的嗅覺受體為靶標可以發展環境友好的害蟲行為調控綠色防控技術。相關研究成果在線發表在《分子生物學與進化》上。
鱗翅目昆蟲包括蛾子和蝴蝶兩大類，是地球生態系統中最重要的生物類群之一。絕大多數鱗翅目昆蟲的幼蟲會危害各類農作物，而成蟲多取食花蜜來補充營養。
植保所研究員王桂榮介紹，植物在生長過程中會釋放複雜的植物揮發物，而在與植物的共進化過程中，鱗翅目昆蟲也形成了高度靈敏特異的嗅覺系統來識別各類植物揮發物，從而尋找到寄主植物並完成取食、產卵等行為。對於植食性昆蟲如何識別寄主揮發物的分子機理卻知之甚少。
該研究對重大農業害蟲棉鈴蟲的氣味受體基因家族的功能進行了系統研究，繪製了棉鈴蟲氣味受體家族編碼寄主植物揮發物的功能圖譜，揭示了棉鈴蟲氣味受體通過組合編碼的方式識別複雜的寄主揮發物，回答了為什麼鱗翅目害蟲只有幾十個氣味受體卻能編碼成千上萬種氣味分子的疑問。在此基礎上進一步發現識別寄主植物花香氣味的受體在鱗翅目昆蟲中高度保守。該受體的出現伴隨鱗翅目昆蟲管狀喙的產生，與被子植物的暴發時間一致。
該研究得到國家自然科學基金、中國農科院科技創新工程等項目資助。（來源：中國科學報 張晴丹 歐陽燦彬）
相關論文信息：https://doi.org/10.1093/molbev/msaa300
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花和草還有果哪一個是最早的被子植物？
從進化歷史的角度來說，被子植物，也就是開花植物，絕對是植物世界的王冠。花是美麗的象徵，代表了植物世界繁殖策略的最高水平。美豔的花朵不僅讓大自然顯得更加美麗，而且造就了龐大的昆蟲家族，影響了脊椎動物的進化歷程。蝴蝶舞翩翩、蜜蜂響嗡嗡，無不是在為花的怒放演奏美妙的交響曲。正是由於被子植物如此重要，因此科學家們一直試圖破解被子植物的起源和進化之謎。 -
亞馬遜熱帶雨林系列報導(十一)動植物協同進化(圖)
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版納植物園等發現被子植物中由水介導的受精系統
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