近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所糧食作物害蟲監(jiān)測與控制創(chuàng)新團(tuán)隊在《International Journal of Biological Macromolecules》（IF=8.025，JCR一區(qū)）發(fā)表了題為“Functional analysis of odorant-binding proteins for the parasitic host location to implicate convergent evolution between the grain aphid and its parasitoid  Aphidius gifuensis ”的論文，揭示了麥蚜和煙蚜繭蜂對蚜蟲報警信息素E-β-法尼烯（EBF）識別的趨同進(jìn)化機(jī)制，解析了EBF介導(dǎo)的煙蚜繭蜂對麥蚜生物防治的應(yīng)用潛力。

 

　　麥蚜是我國小麥生產(chǎn)中重要害蟲，有翅蚜具有遷飛特性。荻草谷網(wǎng)蚜 Sitobion miscanthi 是麥蚜優(yōu)勢種，廣泛分布于小麥主產(chǎn)區(qū)。該蚜在我國1月份0℃等溫線以北地區(qū)無法安全越冬，蟲源均為翌年春天自南方接續(xù)遷入。煙蚜繭蜂 Aphidifus gifuensis 是該蚜的主要寄生性天敵，但對有翅蚜的自然寄生率較低。本研究結(jié)果顯示，外施納克水平EBF即可顯著提高煙蚜繭蜂對有翅蚜的寄生率，有助提高控害力。近一步研究揭示了煙蚜繭蜂嗅覺系統(tǒng)的氣味結(jié)合蛋白OBP家族在感知EBF過程中具有高度可塑性及復(fù)雜性，協(xié)同調(diào)控EBF的識別。基于煙蚜繭蜂基因組測序及轉(zhuǎn)錄組分析等共篩選出5個OBP通過上調(diào)或者下調(diào)響應(yīng)EBF誘導(dǎo)，其中僅AgifOBP6對從低到高劑量的EBF均響應(yīng)（上調(diào)）。并且結(jié)合分析及分子對接檢測到AgifOBP6蛋白對EBF具強(qiáng)結(jié)合特性，主要由疏水作用力維持。此外，序列比對和系統(tǒng)進(jìn)化分析確定煙蚜繭蜂EBF結(jié)合蛋白（AgifOBP6）與蚜蟲EBF結(jié)合蛋白（OBP3/7/9）均不同源，表明煙蚜繭蜂和蚜蟲對EBF的識別感受系統(tǒng)同功不同源，為趨同進(jìn)化的結(jié)果。研究結(jié)果闡釋了煙蚜繭蜂趨向EBF的分子機(jī)制，首次提出蚜蟲及其寄生性天敵對EBF識別的分子基礎(chǔ)（OBP）不同源，是趨同進(jìn)化的結(jié)果。同時，為研發(fā)麥蚜“以蟲治蟲”的生物防治應(yīng)用技術(shù)、實現(xiàn)麥蚜綠色防控策略提供理論指導(dǎo)。

 

　　中國農(nóng)科院植保所和比利時列日大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生蔣欣為論文第一作者，范佳副研究員和陳巨蓮研究員為本文通訊作者。比利時列日大學(xué)Fre?de?ric Francis教授、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植保學(xué)院秦耀果博士和云南省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所徐云研究員、中國農(nóng)科院植保所部分研究生等參與了此項研究。該研究得到了國家自然科學(xué)基金（31801739, 31871966）、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃 （2021YFE0115600, 2017YFD0201700）、中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新工程（CAAS-ZDRW 20108）和中國捐贈 CABI 發(fā)展基金 （IVM10051）等項目的資助。

 

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