广东省科学院动物研究所牵头揭示苹果蠹蛾幼虫取食刺激剂新机制

近日，广东省科学院动物研究所联合中国农业科学院深圳农业基因组研究所、中国农业科学院植物保护研究所，在国际学术期刊《New Plant Protection》上发表了最新研究成果，揭示了苹果蠹蛾（Cydia pomonella）幼虫通过味觉系统识别苹果中的黄酮糖苷——异槲皮苷（isoquercitrin）的分子机制，建立了基于转录组挖掘与虚拟筛选相结合的高通量技术平台。

苹果蠹蛾是全球性重大果树害虫，其幼虫孵化后即钻入果实内部取食，长期隐蔽于果心，传统化学农药和生物制剂难以触及靶标，防控效果有限。针对这一难题，研究团队转变思路，从幼虫的味觉感知系统为入手，探索利用取食刺激剂诱杀害虫的绿色防控新策略。

研究团队构建了覆盖10种组织和21个发育阶段的大规模转录组数据库，系统注释了59个味觉受体（CpomGRs）和53个离子型受体（CpomIRs）。通过差异表达分析，筛选出在幼虫期及化学感受组织中显著高表达的候选受体，利用AlphaFold3进行蛋白质三维结构预测，并采用AutoDock Vina对117种苹果相关代谢物开展虚拟受体-配体对接分析。分子对接结果显示，异槲皮苷、根皮苷、矢车菊素-3-O-半乳糖苷和飞燕草素-3-O-半乳糖苷等糖苷与候选受体具有较高结合亲和力。

行为学验证采用三步递进式取食实验，结果证实异槲皮苷在1‰（0.1%）浓度下能显著促进幼虫取食，其刺激效果与全糖混合物相当；而去除异槲皮苷的三组分混合体系完全丧失吸引力，进一步印证其在幼虫取食调控中的关键作用。

进化分析表明，苹果蠹蛾味觉受体CpomGR8a和CpomGR8b与家蚕糖受体聚类于同一进化分支，而离子型受体CpomIR25a和CpomIR75a则与黑腹果蝇、家蚕及小菜蛾的相应受体高度保守，提示其可能保留共受体功能。这些发现为理解鳞翅目昆虫味觉系统的进化规律提供了新线索。

研究建立了“高通量转录组-受体筛选-虚拟对接-行为验证”的整合技术流程。这一高通量、低成本的研究框架，可有效缩短从候选化合物到活性验证的研发周期，为其他隐蔽性或内食性害虫的化学感受机制研究和行为调节剂开发提供了可参考范式。

广东省科学院动物研究所硕士研究生丁晨韵和深圳农业基因组研究所李再园博士为论文的共同第一作者，广东省科学院动物研究所唐睿副研究员和中国农业科学院植物保护研究所黄聪副研究员为通讯作者。本研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省科学院科技发展专项等项目的资助。

图 1 苹果蠹蛾候选化学感受受体与糖类、有机酸及其他化合物的虚拟筛选分子对接热图

（A）3个CpomGRs和6个CpomIRs与19种糖类化合物的对接结果；（B）相同受体与35种有机酸化合物的对接结果；（C）相同受体与63种其他味觉化合物的对接结果。

图 2 苹果蠹蛾幼虫对不同味觉化合物的取食行为测定

（A）三天递进式无选择取食实验示意图；（B）全组分混合物、各类别混合物（糖、酸、其他）与溶剂对照（CK）的比较；（C）糖混合物中各单一组分混合物测试；（D）异槲皮苷剂量-效应曲线（0.01‰、0.1‰、1‰）与糖混合物及对照的比较。

论文链接：https://doi.org/10.1002/npp2.70037

（供稿：昆虫资源利用创新中心 丁晨韵 唐睿）