寄主挥发物梨酯与性信息素协同调控苹果蠹蛾行为的分子机理

The codling moth, Cydia pomonella (Linne) is a destructive borer pest of pome fruit trees worldwide. The research on host plant volatile, pear ester and sex pheromone has made it possible to control the pests through mass trap or mating disruption. However, the lack of in-depth research on the interaction mechanism of sex pheromone and pear ester largely limited to develop high-efficient application techniques in the field. Obviously, it is urgent to carry out the studies on the synergistic mechanism of the sex pheromone and pear ester at the neural and molecular level. In this proposal, these genes encoding sex pheromone receptors and pear ester receptors will be identified and functional characterized based on whole genome sequence, bioinformatics-based analysis combined with the in vitro heterologous expression method. Single-sensillum recording technique will be used to investigate the nerve types and functions of sensilla on the antennae of the codling moth. Combined with behavioral assays and field trials, neural and molecular mechanism of sex pheromone and pear ester interantion will be elucidated. These results will provied the logic proofs for developing and improving behavioral regulation strategies as well as screening and designing high-efficient attractants and mating disruption to control codling moth in the field.

苹果蠹蛾是世界上仁果类果树的毁灭性蛀果害虫，研究发现利用寄主挥发物梨酯和性信息素的协同调控作用能有效诱集或干扰交配行为，进而控制其危害。但是，梨酯和苹果蠹蛾性信息素的互作机制缺乏深入研究，极大限制了协同增效应用技术开发，严重影响了田间防治效果，亟需在神经和分子水平上开展协同作用的分子机理。本项目拟在全基因组测序的基础上，利用生物信息学分析结合体外功能研究，鉴定苹果蠹蛾感受性信息素和梨酯的嗅觉受体基因；用单细胞记录技术查明苹果蠹蛾触角上对应的感受器和神经类型及功能；结合行为测定和田间试验阐明性信息素和梨酯互作调控苹果蠹蛾行为的神经和分子机制。研究结果将为完善和发展苹果蠹蛾的大田行为调控与控害技术提供理论指导，为进一步从神经和分子水平筛选和设计更有效的引诱剂、交配干扰剂提供理论依据。

苹果蠹蛾是世界上仁果类果树的毁灭性蛀果害虫，研究发现利用寄主挥发物梨酯和性信息素的协同调控作用能有效诱集或干扰交配行为，进而控制其危害。但是，梨酯和苹果蠹蛾性信息素的互作机制缺乏深入研究，极大限制了协同增效应用技术开发，严重影响了田间防治效果，亟需在神经和分子水平上开展协同作用的分子机理。.本项目拟在全基因组测序的基础上，利用生物信息学分析结合体外功能研究鉴定苹果蠹蛾感受性信息素和梨酯的嗅觉受体基因；用单细胞记录技术查明苹果蠹蛾触角上对应的感受器和神经类型及功能；结合行为测定和田间试验阐明性信息素和梨酯互作调控苹果蠹蛾行为的神经和分子机制。.本项目完成了苹果蠹蛾嗅觉感觉器官上感受器的类型及结构，及其对性信息素组分和梨酯识别受体基因的鉴定和功能研究。鉴定出66个性信息素受体基因，首次鉴定8个全新的苹果蠹蛾气味受体基因，明确4个主要受体基因在不同组织部位及不同感受器中的表达。证明CpomOR3及其拷贝基因CpomOR3a为梨酯和性信息素的共同受体，并在此基础上，成功鉴定出2个识别苹果蠹蛾性信息素次要组分codlemone acetate的受体，分别为CpomOR5和CpomOR2a。初步证实性信息素次要组分codlemone acetate具备开发成引诱剂或交配干扰剂的潜在价值。研究结果发表研究论文7篇，其中在Nature Communications等SCI期刊上发表论文4篇；培养博士研究生3名，硕士研究生2名。.本项目属于应用基础研究，首次鉴定8个全新的苹果蠹蛾气味受体基因，分别为CpomOR73、CpomOR76、CpomOR78、CpomOR79、CpomOR80、CpomOR81、CpomOR82、CpomOR84，其中包括2个新的性信息素受体基因（CpomOR84、CpomOR73），进一步丰富了昆虫气味受体研究基础，科学价值明显、意义重大。初步证实性信息素次要组分codlemone acetate具备开发成引诱剂或交配干扰剂的潜在价值，具有良好市场开发应用前景。