行为学与受体引导筛选发现酱亚麻蝇绿色驱避剂,为发酵食品安全提供新方案
近日,广东省科学院动物研究所联合佛山市海天(高明)调味食品股份有限公司,在国际学术期刊《Entomologia Experimentalis et Applicata》上发表最新研究成果,揭示了薄荷醇及其结构类似物异冰片对酱亚麻蝇(Sarcophaga dux)雌蝇产虫行为的强效驱避作用,并成功建立行为筛选、触角转录组分析与受体结构虚拟筛选相结合的整合式驱避剂发现技术平台,为非模式卫生害虫绿色防控提供了可推广的技术范式。
酱亚麻蝇是与人类活动密切相关的媒介蝇类,雌蝇可直接将幼虫产在暴露的食品上,尤其偏好酱油等发酵调味品,给食物生产带来严重的食品安全隐患和经济损失。不同于常见卵生蝇类,酱亚麻蝇幼虫直接产于食品的特性导致传统防控手段难以有效阻断污染路径,且目前缺乏针对性的绿色驱避剂,开发基于嗅觉行为调控的环境友好型防控技术迫在眉睫。
针对这一产业痛点,研究团队构建了双选择产卵行为测定装置,对29种植物源挥发性化合物开展系统筛选,发现薄荷醇对雌蝇产卵行为的抑制效果最为显著,是活性最强的驱避候选物。在此基础上,团队对薄荷醇诱导的酱亚麻蝇触角进行转录组测序,共获得59018条 unigenes,从中系统注释出40个气味受体(SduxORs)和29个气味结合蛋白(SduxOBPs);差异表达分析确认SduxOR33a是唯一显著下调的气味受体,SduxOBP19c和SduxOBP56a-1表达也发生显著变化,提示三者共同参与薄荷醇的嗅觉识别。
研究团队进一步利用AlphaFold 3.0,预测了SduxOR33a与共受体SduxORco近按1:3比例形成的异源四聚体三维结构,并通过AutoDock Vina对39种植物源挥发性化合物开展虚拟受体-配体对接分析。结果显示,薄荷醇可在SduxOR33a结合口袋内与关键残基A292和E296形成稳定双氢键;薄荷醇结构类似物异冰片表现出高度相似的结合模式与亲和力,被预测为潜在高效驱避剂。
后续行为学验证确认,异冰片在0.1%和1%浓度下均能显著减少雌蝇产卵行为,具备明显的短时驱避效果。作为天然单萜类化合物,异冰片具有公认安全(GRAS)属性,适合应用于食品加工环境。此外,进化分析显示,SduxOR33a与黑腹果蝇DmelOR33c在基序排列上高度相似,提示二者可能共享功能特征,而不同于以往研究的黑腹果蝇DmelOR33a,为理解双翅目气味受体亚家族的功能分化与演化提供了新线索。
本研究建立的反向相对高通量化学生态筛选框架,不依赖转基因工具,可高效低成本从非模式害虫中筛选行为活性化合物,为卫生害虫、贮粮害虫的驱避剂/引诱剂开发提供了可推广的技术方案。
本研究工作由广东省科学院科技发展专项和广东省科学院青年人才专项资助。广东省科学院动物研究所硕士研究生黎子上、科研助理彭卉为论文的共同第一作者,唐睿副研究员为通讯作者。

图1 酱亚麻蝇双选择产卵行为测定装置

图2 薄荷醇-SduxOR33a对接预测
原文信息:Li, Z.-S., Peng, H., Chen, J.-H., Cheng, S.-J., Xu, J., & Tang, R. (2026). Integrative Behavioral and Receptor-Guided Screening Reveals Menthol Analog Repellents for Sarcophaga dux. Entomologia Experimentalis et Applicata, e70136.
论文链接:https://doi.org/10.1111/eea.70136
供稿:黎子上、唐睿
编辑:李欣欣
审核:张强、丘雪红
审定发布:陈金平
