Odorant-binding proteins（气味结合蛋白）与ionotropic receptors（离子型受体）共同介导了Tetranychus urticae（蓟马）对d-柠檬烯的嗅觉感知

《Pesticide Biochemistry and Physiology》：Odorant-binding proteins plus ionotropic receptors mediate olfaction of d-limonene in Tetranychus urticae

柑橘皮油素介导的菜豆象螨嗅觉机制研究：通过行为学及电生理学实验证实雌螨对d-柠檬烯具有显著的 repelling 行为，RNA干扰沉默 TuOBP-like3 基因后行为消失，分子对接及微流控热迁移实验显示 TuOBP-like3 与 d-柠檬烯结合常数达0.022 μM，同时 TuIR1/3/4 基因敲低导致嗅觉响应丧失，首次揭示节肢动物中 OBP-like3 与离子型受体 IR 复合识别模式，为开发新型抗螨剂提供理论依据。

　　
该研究聚焦于全球重要农业害虫——李子叶螨（Tetranychus urticae）对植物挥发物柠檬烯的嗅觉响应机制。研究团队通过行为学实验发现，雌性叶螨在Y型嗅觉仪测试中表现出对柠檬烯的显著 repel（驱避）反应，选择柠檬烯侧管的个体数量显著低于对照组。电生理学实验进一步验证了该昆虫对柠檬烯的特异性电信号响应，随着浓度梯度增加，感觉神经元膜电位变化呈现剂量依赖性特征。

在分子机制解析方面，研究构建了包含5个关键基因的调控网络模型：TuOBP-like3和TuOBP-like4作为嗅觉结合蛋白，通过淋巴系统将柠檬烯转运至感觉神经元；TuIR1、TuIR3和TuIR4构成离子通道复合体，直接介导化学信号向神经信号的转化。通过微尺度热迁移技术证实，TuOBP-like3与柠檬烯的结合常数达到0.022 μM，显著高于其他候选蛋白。RNA干扰实验显示，当同时沉默OBP-like3和IR1/3/4相关基因时，雌螨的驱避行为完全消失，而单独敲除某一部分基因仍保留部分嗅觉响应，这揭示了双蛋白协同作用机制。

该研究在机制层面取得突破性进展：首次阐明蜘蛛螨类昆虫存在OBPs与离子型受体（IRs）协同作用的嗅觉模式。不同于昆虫界OBPs与嗅觉受体（ORs）的经典组合，叶螨系统展现出OBPs（尤其是TuOBP-like3）负责前体运输，而IRs独立承担信号转导的双重机制。这种进化分化在半翅目和蛛形纲昆虫中具有代表性，为解析节肢动物嗅觉系统演化提供了新范式。

在应用价值方面，研究证实柠檬烯通过调控IR信号通路影响叶螨行为，为开发新型植物源行为调节剂奠定理论基础。特别是发现TuOBP-like3与柠檬烯的高效结合特性，提示该蛋白可作为靶向 delivery的载体，通过基因编辑技术增强其亲和力，进而提高行为调控效率。同时，对IRs家族的精细功能划分（如TuIR3在信号放大中的关键作用）为设计特异性抑制剂提供了分子靶点。

该成果对农业害虫防控具有双重意义：从理论层面完善了蜘蛛螨类嗅觉系统模型，揭示了挥发性化合物作用的新机制；从实践角度，为开发基于植物次生代谢产物的选择性行为调节剂提供了技术路径。特别是发现叶螨IRs对酸性化合物的敏感性，这可能与蜘蛛螨类特有的酸感知机制相关，为后续研究提供了新方向。当前研究已形成完整的分子-行为调控链条，后续可通过CRISPR-Cas9技术敲除特定基因组合，结合多组学分析进一步解析信号通路细节，为开发低毒、环境友好的新型农药奠定基础。