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摘要
CO_2是空气的重要组分，它既是植物光合作用的主要原料之一，也可以作为环境中的化学信号直接影响昆虫的生命活动。CO_2在双翅目、鞘翅目和鳞翅目昆虫的觅食行为中都发挥着重要作用；CO_2可以影响蝇类和蛾类的产卵行为；CO_2是社会性昆虫调节巢穴内气候条件的重要指标。对昆虫感受CO_2的机制研究一方面可以拓展对昆虫化学感受体系的认知，另一方面可以给害虫监测和防治提供新的策略。从2007年在果蝇Drosophilia中鉴定得到GR21a和GR63a两个共表达的CO_2受体基因以来，随着高通量测序技术的发展，结合同源比对分析，多种昆虫的CO_2受体基因得到了鉴定，至此，昆虫在外周神经水上感受CO_2机制的研究进展有了重大突破。昆虫的CO_2受体基因表达在特定的受体神经元上，这些受体神经元能够感受环境中极低浓度的CO_2,并将CO_2信号进一步传导至脑的中枢神经系统。昆虫在中枢神经水平上对CO_2信号的处理分为在脑初级中枢-触角叶中的处理和在脑高级中枢的处理。触角叶内的CO_2投射神经元在触角叶中的特定嗅小球内形成复杂的树突，然后这些投射神经元继续向脑的高级中枢投射到前脑的侧角，再向上投射到蕈形体冠。一些昆虫的基因组中并未鉴定到CO_2受体基因的同源基因，但这些昆虫对CO_2的反应早有报道，这暗示昆虫中存在其他感受CO_2的通路。本文从CO_2对昆虫生命活动的重要性、昆虫在外周神经水平上感受CO_2的机制、昆虫在中枢神经水平上感受CO_2的机制、昆虫中其他感受CO_2的通路4个方面综述了相关研究进展，着重介绍了CO_2对昆虫的影响和CO_2受体基因的鉴定及功能研究，旨在为后续的CO_2感受机制的研究和绿色防控手段的开发提供可借鉴的思路和方法。
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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
