稻纵卷叶螟性信息素的鉴定和外周编码

Cnaphalocrocis medinalis has become an important agricultural pest in China because of its’ high occurrence and serious damage. Sex pheromone has been successfully used in insect pest monitoring and ecological regulation. However, it’s still not clear what the sex pheromone components are and how the males recognize them in C. medinalis. In the present study, the sex pheromone of C. medinalis in South China will be identified by chemical analysis and behavioral test. We will focus on the peripheral coding mechanisms in antennae and antennal lobes of C. medinalis males. The characterization, distribution and specialty of the olfactory sensory neurons (OSNs) in males tuned to the sex pheromone gland components will be identified in the single sensillum recording in vivo. The spatial representation of the corresponding OSNs in the antennal lobe will be further determined by calcium imaging in vivo. Based on the above results, the new attractants and repellents will be found and further be applied in the field tests. The determination and peripheral coding of sex pheromone components in C. medinalis can reveal the mechanisms of chemical communication and behavioral regulation. Meanwhile, it can improve the accuracy of pest monitoring in the field and supply theoretical basis for the ecological control.

稻纵卷叶螟因爆发猖獗和危害严重已成为我国水稻产区的主要害虫。利用性信息素进行虫情监测和生态调控已展示出良好的应用前景，但目前我国稻纵卷叶螟的性信息素组分及其感受机制并不明确。本研究将以我国华南稻区稻纵卷叶螟为研究对象，通过鉴定雌蛾性腺腺体组分及行为实验确定其性信息素组分，研究雄蛾触角和触角叶对雌蛾性腺腺体组分的外周编码机制，利用活体单感器记录的方法明确雄蛾触角上感受雌蛾腺体组分神经元的分布规律和感受特性；利用光学成像的方法揭示相关腺体组分在雄蛾触角叶的投射模式。结合以上数据可能发现新的引诱剂和驱避剂，并在田间进一步推广应用。明确稻纵卷叶螟的性信息素组分以及外周的神经编码，揭示稻纵卷叶螟雌雄个体间的化学通讯和行为调控机制，可以提高利用稻纵卷叶螟性信息素来预测其发生的准确性，同时为害虫进行生态防治提供科学依据和理论基础。

稻纵卷叶螟因爆发猖獗和危害严重已成为我国水稻产区的主要害虫。利用性信息素进行虫情监测和行为调控已展示出良好的应用前景，但目前我国稻纵卷叶螟的性信息素组分及其感受机制并不明确。本研究以我国华南稻区稻纵卷叶螟为研究对象，通过化学分析和田间实验确定了稻纵卷叶螟的性信息素必需组分为Z13-18:Ald，Z11-18:Ald和Z11-18:OH，三种化合物以10: 1: 2比例混合时在田间有较强的引诱活性。. 克隆得到了两个潜在的稻纵卷叶螟性信息素受体CmedPR1和CmedPR2以及CmedORco的全长基因， Blast分析显示CmedPR1和CmedPR2与其它昆虫性信息素受体比对具有一定的特异性，CmedOrco与鳞翅目家族昆虫Orco比对具有较高的同源性。系统发育分析显示CmedPRs形成鳞翅目PRs家族中独立的进化分支，与水稻害虫二化螟CsupPR1、CsupPR2、CsupPR3构成一簇分支，说明二者间有较近的亲缘关系。. 明确了CmedPR1，CmedPR2和CmedORco在稻纵卷叶螟中的表达模式。组织表达结果表明， CmedPR1，CmedPR2和CmedORco仅在成虫的触角表达，在头部，腿部，腹部、翅膀和身体其它部分基本不表达或者表达量极低。发育阶段（4龄、5龄、蛹期、成虫雌性，成虫雄性）表达分析表明，CmedPR1在4龄、5龄、蛹期、成虫雌性，成虫雄性都有表达，但在成虫雄性表达量最高；CmedPR2在4龄、5龄、蛹期、成虫雌性中不表达，在成虫雄性中表达量较高，CmedORco在4龄、5龄、蛹期表达量较低，在成虫期雌性和雄性中表达量最高。. CmedPR1和CmedPR2的功能验证有待于进一步研究。明确稻纵卷叶螟的性信息素组分以及性信息素受体的功能，可揭示稻纵卷叶螟雌雄个体间的化学通讯和行为调控机制，可以提高利用稻纵卷叶螟性信息素来预测其发生的准确性，同时为害虫的综合治理提供科学依据和理论基础。