炎炎夏日(rì),正是(shì)農(nóng)作(zuò)物(wù)生(γ ↑shēng)長(cháng)的(de)時(shí)機(jī),也(yě)✘ ∑是(shì)害蟲肆虐的(de)季節。為(wèi)了(&βle)避免害蟲啃噬莊稼,農(nóng)民(mín)往往會(huì)噴£₩✔灑農(nóng)藥,但(dàn)這(zhè)也(yě)會(hu✔✘ì)帶來(lái)許多(duō)問(wèn)題,比如(rú)農(nóng)藥殘留、污染…£∞↓…中國(guó)農(nóng)業(yè)科(kē)學院深圳農(nóng)業(y≠σè)基因組研究所(嶺南(nán)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科(kē±↓©)學與技(jì)術(shù)廣東(dōng)省實驗室¶♠φ&深圳分(fēn)中心)研究員(yuán)王桂榮說(shuō):“有(yǒu)的(de)害<↓±蟲的(de)抗藥性愈加嚴重,有(yǒu)的(de)昆蟲放(f¶"λàng)在藥裡(lǐ)泡都(dōu)泡不(bù)死Ω€σ”。
為(wèi)了(le)解決這(zhè)些(xiē)問(wèn)題,王桂榮∏☆♥及其團隊決定從(cóng)昆蟲的(de)嗅覺入手,研究有(yǒu)關昆蟲行(xíng€™>)為(wèi)的(de)調控技(jì)術(shù)。“嗅覺>≥在昆蟲的(de)取食、産卵等過程中起著(zhe)非常重要(yào)的(de)作(z₹✔'uò)用(yòng)。”王桂榮認為(wèi),可(kβ®ě)以通(tōng)過微(wēi)量的(de)化(h₽>uà)學氣味将昆蟲引誘到(dào)特定地(dì)點集中殺滅。
如(rú)何掌控昆蟲的(de)嗅覺“密碼”?近(j€$ìn)日(rì),國(guó)際學術(shù)期刊《科£☆<©(kē)學》(Science)在線發表了(le)王桂≤₩>¶榮團隊與華中農(nóng)業(yè)大(dà)©γ♦學教授殷平團隊、中國(guó)農(nóng)業(yè)科(kē)學院植物(wù)保護研究所等單位合←作(zuò)完成的(de)最新研究成果。團隊成功解析了(le)害蟲豌豆蚜的(de)氣味受體(tαǐ)精細結構,揭示了(le)氣味受體(tǐ)在嗅覺調控過程中的(de)分(fēn)子(zǐ¥φ)機(jī)制(zhì),為(wèi)新型昆蟲綠(lǜ)色農(nóng)藥的(de)研發奠定♦<γ了(le)基礎。
深吸一(yī)口氣,湧入鼻腔的(de),也(yě)許是(shì)雨(yǔ)後清晨花(hu×Ωā)草(cǎo)的(de)芬芳,抑或垃圾堆飄來(lái)的(de)陣陣惡臭,前者令人(rén)神清☆ 氣爽,後者令人(rén)捂鼻作(zuò)嘔……氣味,成為(wèi)人(rén)們選"&擇親近(jìn)或逃離(lí)的(de)重要(yào)判斷标準,對(duì)于昆蟲來(láiδ ←')說(shuō),則是(shì)它們賴以延續的(de)生(shēng)存法則。$∑
王桂榮介紹,昆蟲依賴嗅覺感知(zhī)環•ε境中的(de)化(huà)學信息。在昆蟲嗅覺識别的(de)過程中,氣味受體(tǐ)(OR)扮↑☆"™演著(zhe)核心角色,它們被激活後能(néng)夠将外(wà ↕i)界的(de)化(huà)學信号轉化(huà)為(wèi)生(shēn∏g)物(wù)電(diàn)信号,從(cóng)而影(yǐn≤<↓φg)響昆蟲相(xiàng)應的(de)行(xíng)為(wèi)反'↑Ω應。
報(bào)警信息素受體(tǐ)就(jiù)是(shì)♥$♣ 其中一(yī)種。研究發現(xiàn),大(dà)多(duō)數(shù)蚜蟲在§'遇天敵攻擊或者其他(tā)危險時(shí),會(huì)從(cóng)腹 ☆↑↑管中釋放(fàng)出含有(yǒu)報(bào)警信息素的(de)小(xiǎo)液滴α≠,“警告”鄰近(jìn)的(de)蚜蟲快(kuài)速逃離(lí)。
與脊椎動物(wù)單個(gè)受體(tǐ←"'∑)發揮獨立功能(néng)不(bù)同,絕大(dà)多(du≠λō)數(shù)昆蟲通(tōng)過特異性受體(tǐ)和(hé)共受體(tǐ)(Orco)結合形成§εOR-Orco複合物(wù),共同影(yǐng)響昆蟲取食、交配等重要(yào)✔β行(xíng)為(wèi)反應。盡管昆蟲氣味受體(tǐ)被"×發現(xiàn)已有(yǒu)20多(duō)年σβ π(nián),但(dàn)OR-Orco複合物(wù)的(de)三維結構一(y♠₹ī)直是(shì)個(gè)待解之謎。此項研究♦£在國(guó)際上(shàng)首次解析了(le)昆蟲↔€✔↓OR-Orco複合體(tǐ)的(de)精細結構特性。
“這(zhè)一(yī)裡(lǐ)程碑式的(de)突破,為(wèi)>¶♠£基于結構生(shēng)物(wù)學高(gāo)通(tōng)量篩選殺蟲劑和(hé)驅避劑奠₩<δ定了(le)理(lǐ)論基礎,将有(yǒu)力推動害蟲綠(lǜ)色防控新産品±$ 研發進程,為(wèi)實現(xiàn)安全、綠(lǜ)色、可(kě)持續的(de)農(nó≥φng)業(yè)生(shēng)産模式提供強有(yǒu)力的(de)支撐。”中國(gu↕>ó)科(kē)學院院士康樂(yuè)給出這(zhè)一(yī)評價。★→σ↑
王桂榮團隊在前期工(gōng)作(zuò)π♦中,成功揭示了(le)蚜蟲識别報(bào)警信息素的(de)新機(jī)制(ε∞zhì),并進一(yī)步闡明(míng)了(le)報ε↓≥(bào)警信息素如(rú)何巧妙地(dì)調控天敵昆蟲精準↓∑♠定位蚜蟲的(de)內(nèi)在機(jī)制(zhì),為(wèi)理(lǐ)解昆蟲間(jiānπ•¥)的(de)相(xiàng)互作(zuò)用(yòng)提供了(le)新的(de)視(s≈>♦hì)角。這(zhè)些(xiē)研究成果展示了(le)報(bào)警信息素及÷ 其類似物(wù)作(zuò)為(wèi)昆蟲行(xíng)為(wèi)★∑φ±調控劑的(de)巨大(dà)潛力。
歐洲科(kē)學院院士、中國(guó)科(kē)學院外✘®(wài)籍院士比爾·漢森(sēn)回憶,2≤€004年(nián),兩位科(kē)學家(jiā)因發現(xiàn)哺乳動物(w®♥↔•ù)嗅覺受體(tǐ)而獲諾貝爾獎。國(guó)際科(kē)研團隊進一(yī)步揭示了(lφ♦≠©e)昆蟲氣味受體(tǐ)的(de)存在。後來(lái),科(kē)學家(jiā)認識到(dào)這★♦♥≤(zhè)些(xiē)昆蟲的(de)氣味受體(×λσ™tǐ)需要(yào)和(hé)共受體(tǐ)¶≤結合,才能(néng)高(gāo)效地(dì)發揮其功£♦α能(néng)。
他(tā)認為(wèi),如(rú)今王桂榮∏¥♠團隊研究成果具有(yǒu)深遠(yuǎn)意義,因為(wèi)人(rén)類對(duì)嗅覺受體(φ♣γ¥tǐ)如(rú)何識别生(shēng)物(wù)體(tǐ)內(nèi)分(fēn)✘§∞子(zǐ)的(de)機(jī)制(zhì✘★<♥),仍不(bù)完全了(le)解。此外(wài),研究聚焦于蚜蟲這(zhè)一(yī)重要(&$yào)的(de)農(nóng)業(yè)害蟲,這(zhè)些(xiē)發現( ®®xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲防控具©Ω÷有(yǒu)潛在的(de)應用(yòng)價值。
昆蟲嗅覺行(xíng)為(wèi)調控劑的(de)應用(yòng)是(shì)全球÷"♥•公認的(de)綠(lǜ)色防控技(jì)術(shù),具有(÷®yǒu)生(shēng)物(wù)靈敏度高(gāo)、選擇性強•£、環境友(yǒu)好(hǎo)等優點,能(néng)₩λ¶→實現(xiàn)害蟲的(de)長(cháng)期控制(zhì)。以嗅覺靶↑$标為(wèi)出發點,開(kāi)發行(xínΩ↑"g)為(wèi)調控劑已成為(wèi)當前研究的(de>↔)重要(yào)方向。
如(rú)今,這(zhè)一(yī)突破性的(d₽φ"πe)發現(xiàn),為(wèi)基于靶标結構的(de)先導化(huà∞ ≠)合物(wù)篩選提供了(le)分(fēn✘÷'$)子(zǐ)基礎,為(wèi)高(gāo)效、特異性綠(lǜ)色昆蟲行(xíng₩ו¶)為(wèi)調控劑的(de)創制(zhì)開(kāi)辟了(le)新的(de)道(dào)路€β (lù)。
“創制(zhì)靶向小(xiǎo)分(fēn)子(zǐ)綠(lǜ)色農(nóng)藥×∑™是(shì)國(guó)際前沿研究課題,也(yě)是(s∞β¥hì)國(guó)家(jiā)重大(dà)戰ε×"↑略需求。基于靈敏的(de)嗅覺研發的(de)害蟲引誘劑和(hé)驅避劑δ∏,是(shì)全球公認的(de)綠(lǜ)色防控¥π技(jì)術(shù),嗅覺受體(tǐ)結構未知(zε★↔hī)是(shì)研發高(gāo)效引誘劑和(hé)驅避劑的(de)≤€₹☆卡點。”中國(guó)工(gōng)程院院→←©士、貴州大(dà)學校(xiào)長(cháng)宋寶安說(shuō)¥δ→。
在他(tā)看(kàn)來(lái),王桂榮團隊揭示了(le)昆蟲氣味受體(tΩǐ)OR-Orco複合物(wù)的(de)三維結構,↑"π♦深入剖析了(le)氣味受體(tǐ)與配體(tǐ)互作(zuò)機(jī)制(¥≈®zhì),是(shì)昆蟲嗅覺編碼機(jī)制(zhì)研究領域的(de)重大✔(dà)突破,有(yǒu)望催生(shēng)一(yī"™∏)批綠(lǜ)色、高(gāo)效的(de)§≈↓昆蟲行(xíng)為(wèi)調控新産品。
中青報(bào)·中青網見(jiàn∏®)習(xí)記者 李瑞璇 記者 樊未晨&n→σbsp;
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