联合研究破解草地贪夜蛾“闻味避敌”的嗅觉密码，为入侵物种绿色防控提供新靶点

2025年10月23日，广东省科学院动物研究所（简称“动研所”）联合仲恺农业工程学院、河北大学、广东省科学院南繁种业研究所和国际应用生物科学中心，在国际学术期刊《Entomologia Generalis》（中科院农林科学一区，IF = 4.6）上发表了最新研究成果，系统揭示了草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）幼虫通过嗅觉系统识别并回避微生物释放的特定气味分子——2-己炔酸的分子机制。

草地贪夜蛾是一种全球性重大农业害虫，严重危害玉米、水稻等作物生产。研究发现，草地贪夜蛾幼虫能主动回避源于昆虫病原线虫共生细菌的特殊气味分子——2-己炔酸，而这种回避反应由其体内特定的嗅觉受体组合共同驱动，包括气味受体SfruOR51、共受体SfruORco以及离子型受体共受体SfruIR8a。

通过转录组分析，研究团队确认幼虫头部关键气味受体基因SfruOR51在接触到2-己炔酸后显著上调。进一步功能实验表明，在果蝇体内异源表达该基因可引发果蝇对2-己炔酸的强烈电生理反应；而在草地贪夜蛾中沉默该基因后则显著降低其对这种气味的敏感度。

研究还发现草地贪夜蛾幼虫对2-己炔酸的感知并非依赖于单一受体，而是由多个受体协同作用，包括气味受体共受体SfruORco和离子型受体共受体SfruIR8a。这表明，草地贪夜蛾的嗅觉系统采用了一种“组合编码”的方式来识别和逃避微生物产生的有机酸类趋避气味。在利用微生物产生的其他非有机酸趋避剂丙烯酸异辛酯（2-ethylhexyl acrylate）等对沉默上述受体的草地贪夜蛾幼虫进行电生理和行为验证发现，这种嗅觉组合编码模式是2-己炔酸所独有的。比较基因组进化分析发现，SfruOR51可能于夜蛾科（Noctuidae）中起源，这种对有机酸趋避剂的嗅觉组合编码可能是该类群多种农业害虫共有的嗅觉机制。

本研究不仅深化了对昆虫—微生物互作关系中化学通讯机制的理解，也为开发基于行为干扰的新型绿色防控策略提供了潜在靶点。

动研所硕士研究生黄敏君和已毕业研究生孔祥鑫为论文的共同第一作者，唐睿副研究员为论文的通讯作者。本研究工作由广州市重点研发计划项目、广东省科学院青年人才专项、国家重点研发计划、国家高端外国专家引进计划等项目资助完成。

图 1 （A）使用UAS-GAL4构建表达草地贪夜蛾SfruOR51黑腹果蝇品系方案示意图；（B）表达草地贪夜蛾气味受体的Orco-GAL4;UAS-SfruOR51黑腹果蝇雌雄成虫均对2-己炔酸产生显著电生理反应，高于野生型和二、三号染色体平衡子的双亲对照。

图 2 SfruOR51直系同源在鳞翅目和毛翅目中的存在情况，显示其可能起源于夜蛾科

原文链接：http://doi.org/10.1127/entomologia/3215

（供稿：资源昆虫与生物工程研究中心 唐睿）