昆蟲是如何通過氣味來尋找合適的產卵地點的？中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所研究員王桂榮團隊等從棉鈴蟲產卵的獨特行為入手，揭示了其選擇產卵地點背后的化學感受機制，有望為棉鈴蟲這一世界重大農業(yè)害蟲的綠色防治提供新思路和新策略。該研究由中國農業(yè)科學院深圳農業(yè)基因組研究所、中國農業(yè)科學院植物保護研究所、挪威科技大學等機構合作完成，相關研究成果近日發(fā)表于國際期刊《當代生物學》。

Δ圖為棉鈴蟲

棉鈴蟲具有遷飛距離遠、繁殖能力強等特性，對棉花、玉米、小麥等300多種農作物都有嚴重危害性。其對化學殺蟲劑易產生抗藥性，防治難度大。因此，開發(fā)綠色、針對性強的棉鈴蟲防治方法，對保障國家糧食安全具有重要意義。

從懷卵的那一刻開始，棉鈴蟲雌蟲便踏上了尋找“產房”的漫漫長路。為了找到適合后代生存的環(huán)境，雌蟲需要進行實地考察，主要通過氣味來尋找合適的產卵地點。然而，氣味紛繁雜糅，究竟是哪種氣味對雌蟲選擇產卵地點起主導作用呢？

針對昆蟲行為的過往研究顯示，棉鈴蟲雌蟲產卵后，蟲卵會釋放出一種特殊的氣味，可以阻止其他雌蟲在相同的地方產卵，這種獨特的行為被稱為“昆蟲產卵忌避行為”。但是，這種氣味如何引起昆蟲的忌避行為，其中的機制一直不明確。

為了探究這背后的機制，王桂榮團隊設計了一組有趣的實驗。他們將交配后的雌蟲放入一個長20厘米、寬14厘米、高8厘米的盒子中，在盒子頂部一側放置未做任何處理的紗布，另一側放置用產卵忌避素浸透過的紗布。產卵忌避素是能夠調控棉鈴蟲產卵行為的特殊化合物。實驗發(fā)現，棉鈴蟲對兩側產卵地點的首次訪問率沒有顯著差異，但不會在有產卵忌避素的紗布上久留。

接著，研究人員模擬了雌蟲尋找產卵地點的真實情況，將植株分為兩組，一組涂有產卵忌避素混合物，一組不涂。結果顯示，雌蟲更傾向在未涂混合物的植株上產卵。通過氣相色譜質譜法，研究團隊利用氣相色譜—觸角電位聯用儀，在棉鈴蟲蟲卵表面鑒定出三個具有生物活性的長鏈脂肪酸甲酯。實驗表明，這三種卵表化合物及其混合物都能夠顯著引起棉鈴蟲的產卵忌避行為，即阻止棉鈴蟲在特定區(qū)域產卵。同時，團隊在棉鈴蟲觸角的神經元中找到了能夠識別這些氣味的基因。

“這意味著我們從分子和神經水平上，掌握了昆蟲產卵忌避行為背后的化學感受機制，解析了卵表揮發(fā)物忌避雌蟲產卵的機制，為雌蟲特異嗅覺通路介導產卵生殖提供了證據和實例。”王桂榮說，基于該研究，科研人員下一步有望研制出針對棉鈴蟲產卵的行為調控劑，用更加綠色的方法阻止棉鈴蟲在特定的田地里產卵，有效保護農作物。

來源：新華網