近日,中國農業科學院植物保護研究所抗蟲功能基因研究與利用創新團隊闡明了蚜蟲通過瞬時受體電位錨蛋白1(TRPA1)通道感知哺乳動物呼出的熱氣流、從而實現高效逃逸行為的分子機制,為理解昆蟲對環境溫度的適應性進化提供了新視角。相關研究成果發表在《中國科學:生命科學》上。
蚜蟲對環境溫度變化極為敏感,可通過“預接觸逃逸行為”感知哺乳動物呼出的高溫和高濕空氣,迅速掉落逃生。然而,蚜蟲感知溫度變化的神經與分子機制尚不清楚。
研究發現,觸發豌豆蚜逃逸行為的關鍵因素是38℃-39℃高溫,而非濕度和二氧化碳。豌豆蚜觸角第五、六節原生感覺圈中特異性表達的瞬時受體電位錨蛋白1通道介導了這一溫度響應,其中B亞型比A亞型更靈敏。該部位板形感器神經元對快速升溫(21℃到39℃)呈現出時間依賴性的動作電位激活。采用RNA干擾技術沉默該通道基因后,蚜蟲神經元對溫度的響應能力及其逃逸行為均顯著減弱。
值得注意的是,該通道同時具備感知高溫并響應天然驅避劑的雙重功能,揭示了蚜蟲通過單一分子整合感知多種環境威脅的新機制。這些發現為開發蚜蟲綠色防控技術提供了重要的科學基礎。
該研究得到國家自然科學基金、中國農業科學院科技創新工程等項目的支持。