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揭秘蝗灾罪魁祸首:中科院新发现对蝗灾防治有何影响?

来源:投资理财网 日期:2020-08-15 12:50 分类:财经要闻 (读取表格请使用键盘左右键)

  中国科学家历时数十年持续研究,最近取得里程碑突破——发现化合物4-乙烯基苯甲醚(4-vinylanisole,4VA)对群居型和散居型飞蝗的不同发育阶段和性别都有很强的吸引力,并定位蝗虫锥形感器中的嗅觉受体OR35是4VA的特异性受体。

  由中国科学院院士、中科院动物研究所康乐研究员团队成功揭秘蝗虫聚群成灾机理的重大科研成果论文,已获最新一期国际权威学术期刊《自然》发表。

  鉴定发现蝗灾“罪魁祸首”4VA

  中科院13日在北京就这项成果举行专题新闻发布会。康乐院士介绍说,研究团队2004年开启蝗虫型变基因表达调控和表观遗传调控的分子机理研究,通过分析飞蝗群居型和散居型飞蝗的体表和粪便挥发物,在35种化合物中鉴定到一种由群居型蝗虫特异性挥发的气味,释放量低但生物活性非常高的化合物4VA。

  研究团队通过一系列行为实验确定4VA对群居型和散居型飞蝗的不同发育阶段和性别都有很强的吸引力:4VA能够响应蝗虫种群密度的变化,随着种群密度增加而增加,甚至它的产生可由4-5只散居飞蝗聚集而触发,具有很低的诱发阈值。

  同时,研究团队在飞蝗触角上的四种主要感器类型中,发现4VA特异引起锥形感器的反应。在蝗虫的上百个嗅觉受体中,他们发现定位在锥形感器中的嗅觉受体OR35是4VA的特异性受体。当使用基因编辑技术CRISPR/Cas9敲除OR35后,飞蝗突变体的触角与锥形感器神经电生理反应显著降低,突变体也对4VA的响应行为和吸引力丧失。

  为进一步研究4VA在户外和自然环境中是否能够吸引和聚集蝗虫,研究团队将含有4VA的诱芯布置在田间,通过室外草地双选和诱捕实验证明4VA对实验室种群在户外具有很强的吸引力。后续,他们将诱芯直接布局到蝗虫野外发生区天津北大港,大范围的区块实验再一次证明,4VA不仅能吸引野外种群,而且不受自然环境中蝗虫背景密度的影响。

  康乐指出,最新研究首次从化学分析、行为验证、神经电生理记录、嗅觉受体鉴定、基因敲除和野外验证等多个层面,对飞蝗群居信息素进行全面而充分的鉴定和验证,发现并确立4VA是飞蝗群聚信息素。而且,这不仅是在昆虫界,也是在动物界第一次发现4VA。   

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