科技日报记者 李禾
13日，记者从中国农业科学院植物保护研究所获悉，该所高玉林研究员团队联合国内外科研团队，揭示了不同马铃薯品种挥发物存在差异性，并通过特异性气味受体调控马铃薯块茎蛾的寄主选择行为，从分子水平阐明了马铃薯块茎蛾差异化识别寄主的化学通讯机制，为构建基于品种本身或信息化学物质的“推—拉”绿色防控体系，提供了分子靶标和理论基础。该成果在线发表于国际综合性期刊《美国科学院院刊》。
马铃薯块茎蛾是全球茄科作物的重要害虫，可同时危害种植期、贮藏期的马铃薯植株或薯块。长期以来，其防控主要依赖化学农药，防效效果差且存在环境与安全隐患。
研究团队对46个马铃薯品种开展系统评价，发现不同品种在幼虫密度、产卵量和受害程度上存在显著差异。通过挥发物分析与行为测定，鉴定出多种具有明确行为活性的挥发性有机化合物。其中，反式橙花叔醇、β-紫罗兰酮对雌蛾具有引诱作用，3-蒈烯、惕各酸苄酯表现为显著的产卵抑制或驱避效应。这些关键化合物在马铃薯感虫性品种、抗虫性品种中的相对含量存在明显差异，表明雌蛾是通过识别品种特异挥发物组合来决定产卵去向的。
气味受体是指感受、识别空气中挥发性气味分子的器官或气味受体基因。为揭示雌蛾识别气味信号的机理，研究团队解析了马铃薯块茎蛾的嗅觉受体系统，分析了6个气味受体的配体特异性，其中3个受体对关键挥发物表现出高度专一性。实验结果表明，气味受体PopeOR01缺失后，雌蛾对反式橙花叔醇的触角电生理响应、产卵偏好显著丧失；气味受体PopeOR73敲除后，个体对3-蒈烯的驱避反应明显减弱。
基于此，研究团队还构建了“马铃薯品种挥发物组成—气味受体特异识别—雌蛾产卵决策—害虫发生程度”调控模型，这些研究结果为设计新型引诱剂或驱避剂、精准调控害虫嗅觉等提供了分子框架。
“推—拉”策略是指通过利用植物释放的引诱物、驱避物，调控害虫行为，被认为是害虫绿色防控的重要手段。高玉林表示，上述研究深化了对昆虫—寄主植物化学通讯机制的认识，为抗虫品种选择、构建“推—拉”防控体系提供了关键科学依据，对实现农业害虫绿色防控具有重要意义。
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