蛾类性信息素受体研究进展

作者：曹松; 刘杨^*; 王桂荣^*

来源：昆虫学报, 2020, 63(12): 1546-1568.

DOI：10.16380/j.kcxb.2020.12.013

• 蛾类
• 嗅觉
• 性信息素受体
• 表达模式
• 功能分析
• 进化

蛾类昆虫的性信息素受体(pheromone receptor, PR)是雄蛾识别雌蛾性腺挥发的性信息素组分的核心元件,它决定了雄蛾识别性信息素的嗅觉受体神经元(olfactory receptor neuron, ORN)的选择性和特异性。从烟芽夜蛾Heliothis virescens中鉴定了第一个蛾类的PR基因以来,随着高通量测序技术的发展,结合同源比对分析,已有超过60种蛾类的PR基因得到了鉴定。与普通气味受体(odorant receptor, OR)基因不同,蛾类PR基因在进化上比较保守,在系统发育树中聚集在同一分支,形成了所谓的传统的PR亚家族。表达谱和原位杂交分析表明PR基因主要在雄蛾触角中特异或偏好表达,在测定过的蛾类中PR主要限定在雄蛾触角长毛形感器中表达。近年来,通过体外表达、转基因果蝇Drosophila及其他方法已经对其中30余种蛾类的PR基因进行了功能研究。随着越来越多蛾类的PR基因得到鉴定和功能得到研究,研究人员发现了蛾类昆虫中位于传统PR分支以外的PR分支,这些PR同样能识别蛾类的性信息素成分,使我们对不同蛾类PR的进化关系及其与物种分化的关系有了新的认识。本文综述了蛾类PR的研究新进展,主要从PR的鉴定、表达模式、功能研究以及进化等方面进行总结和探讨,并提出如下研究重要方向展望:(1)鉴定更多非I型性信息素蛾类的PR及其功能,增加对PR基因进化的认识;(2)增加对特殊PR的功能解析,拓宽对PR功能的认识;(3)更多关注蛾类新PR分支的PR基因,特别是未鉴定到传统PR分支PR的蛾类;(4)对PR与其他嗅觉相关蛋白,特别是PR与PBP和SNMP1的互作关系进行研究,加强对PR作用机制的理解;(5)解析PR和Orco形成复合体的结构,理解PR结构和功能的关系,以及PR功能分化和物种进化的关系;(6)通过已鉴定的PR设计更加高效的蛾类害虫绿色防控措施。

• 单位
  中国农业科学院植物保护研究所; 植物病虫害生物学国家重点实验室