苹果蠹蛾雌性偏向化学感受器的功能特性：醛类及其他挥发物的新发现

为解决苹果蠹蛾防治问题，研究人员对其雌性偏向候选 PR（CpomOR22）研究，发现多种活性配体，为防治提供新思路。

　　

苹果蠹蛾防治困境催生的研究探索

苹果蠹蛾（Cydia pomonella）作为全球范围内危害苹果、梨和核桃等作物的 “大反派”，给农业生产带来了巨大损失。长期以来，人们试图通过可持续方法来控制它，比如利用雄性交配干扰技术，就像是给雄蛾们制造 “爱情迷雾”，让它们找不到雌蛾交配；还有基于吸引 - 杀灭原理的方法，布置 “甜蜜陷阱” 来诱捕害虫。但这些方法逐渐暴露出问题，成本高昂不说，效果也大不如前，在与传统杀虫剂的 “较量” 中，竞争力越来越弱。

与此同时，随着科学技术的发展，人们对昆虫嗅觉感知机制的研究也在不断深入。在众多昆虫中，嗅觉感受器（ORs）就像一个个精密的 “小雷达”，帮助它们感知周围环境中的化学信号。在苹果蠹蛾的研究中，虽然对雄性特异性嗅觉受体的研究较多，但雌性特异性或偏向性的 ORs 却像是被遗忘的角落，少有人问津。而实际上，雌性苹果蠹蛾在寻找产卵场所、选择宿主植物等方面的行为，对种群繁衍至关重要。所以，深入研究雌性苹果蠹蛾的嗅觉受体，探索它们与环境中化学信号的相互作用，或许能为苹果蠹蛾的防治开辟新的道路。

基于这样的背景，来自瑞典农业科学大学、美国贝勒大学等机构的研究人员，踏上了探索之旅。他们聚焦于苹果蠹蛾雌性偏向的候选信息素受体（pheromone receptor，PR）——CpomOR22，希望通过对它的研究，找到新的防治靶点，为农业生产中的害虫防治难题提供解决方案。这项研究成果发表在了《Journal of Chemical Ecology》杂志上。

研究方法：多技术协同探索奥秘

研究人员为了深入了解 CpomOR22 的功能，采用了多种先进的技术方法。首先，利用定量逆转录聚合酶链式反应（qRT - PCR）技术，检测 CpomOR22 在苹果蠹蛾雌雄触角中的表达差异，就像是给基因表达量做了个 “精确测量”。接着，通过克隆技术获取 CpomOR22 基因，并将其异源表达在转基因果蝇（Drosophila melanogaster）的空神经元系统和非洲爪蟾（Xenopus laevis）卵母细胞中，借助这些 “生物模型” 来研究受体的功能。然后，运用单感器记录（SSR）和气相色谱 - 单感器记录（GC - SSR）技术，检测 CpomOR22 对不同气味物质的反应，精确地找出能与受体结合的活性配体。此外，利用气相色谱 - 质谱联用（GC - MS）技术分析苹果顶空挥发物中的成分，进一步确定与受体相互作用的化学物质。

研究结果：多维度解析受体功能

1. CpomOR22 的表达特征：qRT - PCR 研究结果显示，CpomOR22 在雌性触角中的表达水平比雄性触角高 44.28 倍，这一结果就像给研究人员指明了一个重要方向，表明 CpomOR22 在雌性苹果蠹蛾的嗅觉感知中可能扮演着特殊角色。
2. CpomOR22 在转基因果蝇中的功能：通过 SSR 筛选，研究人员发现醛类物质壬醛（nonanal）、(Z) - 6 - 十一碳烯醛（(Z)?6 - undecenal）是 CpomOR22 最活跃的配体。GC - SSR 实验也证实，壬醛和 (Z) - 6 - 十一碳烯醛能引起相关神经元的反应，这意味着这些醛类物质与 CpomOR22 之间存在着紧密的联系，可能在雌性苹果蠹蛾感知环境信号的过程中发挥重要作用。
3. CpomOR22 在非洲爪蟾卵母细胞中的反应：在非洲爪蟾卵母细胞系统中，研究人员发现表达 CpomOR22 和 CpomOrco 的卵母细胞对内酯类（lactones）、醛类和羧酸类化合物的混合物有反应。进一步研究发现，壬醛、癸醛（decanal）、γ - 十一内酯（γ - undecalactone）和 δ - 十二内酯（δ - dodecalactone）等化合物能引发较高的激活反应。这不仅验证了在果蝇实验中的发现，还拓展了 CpomOR22 的配体范围，让我们对该受体的功能有了更全面的认识。
4. 苹果顶空挥发物中活性配体的鉴定：对苹果顶空挥发物的分析表明，饱和醛类物质壬醛、癸醛、十一醛（undecanal）和十二醛（dodecanal）是 CpomOR22 的活性配体。这些醛类物质在苹果的生长过程中扮演着 “信号使者” 的角色，它们与 CpomOR22 的相互作用，可能影响着雌性苹果蠹蛾对苹果的选择和产卵行为。

研究结论与讨论：开启害虫防治新篇

综合以上研究结果，研究人员成功地对苹果蠹蛾的 CpomOR22 进行了功能表征。虽然最初认为它可能是一种信息素受体，但研究发现它并不与苹果蠹蛾的性信息素结合，而是对苹果挥发物中的多种醛类和内酯类物质有反应。这一发现为理解苹果蠹蛾的嗅觉检测机制提供了新的视角，尤其是雌性苹果蠹蛾如何感知宿主植物的信号。

研究中发现的这些活性配体，为基于新型信息素的防治策略提供了潜在的靶点。比如，利用这些配体开发吸引剂或驱避剂，干扰雌性苹果蠹蛾的行为，从而减少害虫对作物的侵害。但目前还需要进一步研究这些配体在实际应用中的效果，以及它们对生态系统可能产生的影响。

此外，研究还揭示了 CpomOR22 所在的受体亚家族中，不同受体在性别表达和功能上的差异，这对于深入了解昆虫嗅觉受体的进化和功能多样性具有重要意义。未来的研究可以进一步探索其他未被表征的受体，以及它们在昆虫化学通讯中的作用。

总之，这项研究为苹果蠹蛾的防治提供了新的理论基础和潜在的应用方向，虽然前方还有许多未知等待探索，但已经为农业害虫防治领域打开了一扇新的大门，让我们对未来更有效地控制苹果蠹蛾的危害充满期待。