表皮碳氢化合物在烟粉虱遗传型之间交配行为互作中的作用

近年来，外来烟粉虱入侵加剧并取代多个土著型烟粉虱，"非对称交配互作"是其入侵和取代土著烟粉虱的重要机制。烟粉虱复合种正处于快速进化之中，种内不同遗传型之间存在不同程度的生殖隔离。然而烟粉虱非对称交配互作和生殖隔离的化学机制尚不清楚。昆虫表皮碳氢化合物在其配偶识别和交配行为中起到重要调控作用。本项目在发现烟粉虱非对称交配互作和不同程度生殖隔离的基础上，首先明确表皮碳氢化合物对同遗传型雌雄交配的影响，以及这类化合物在不同遗传型或雌雄之间的差异；然后观察各遗传型表皮碳氢化合物改变后生殖隔离程度和交配行为互作的变化；最后综合分析表皮碳氢化合物在烟粉虱复合种内不同遗传型之间生殖隔离和交配行为互作中的作用。所得结果不仅能够深化烟粉虱复合种下演化的认识，而且还能够揭示交配行为互作的化学机制，并有助于预测近缘生物之间交配行为互作的后果，无论在物种进化还是在生物入侵中都有重要意义。

烟粉虱隐种Middle East-Asia Minor 1、Mediterranean和Asia II 3两两之间存在很多编码表皮碳氢化合物合成和识别的垂直同源基因，而且这些基因的序列同源性很高。因此，不同烟粉虱隐种表皮碳氢化合物的组成以及一些识别表皮碳氢化合物的气味结合蛋白和感应蛋白可能很相似。这可能是不同烟粉虱隐种可以相互求偶的原因。同时，每个隐种都有特异表达的表皮碳氢化合物合成和识别基因，从而它们很可能有某些特异的表皮碳氢化合物或识别蛋白。这样不同烟粉虱隐种虽能相互求偶，但绝大部分不能交配。尽管具体化合物的鉴定尚未完成，不同隐种烟粉虱表皮碳氢化合物化学分析的初步结果与基因序列分析结果相似。为了深入了解表皮碳氢化合物合成基因的功能，采用新研发的基因沉默技术沉默了表皮碳氢化合物合成和调控基因。基因沉默抑制了烟粉虱的交配行为、降低了产卵量，提示这些化合物是烟粉虱交配行为的重要信号分子。正在开展的烟粉虱触角转录组及感器分析将加深我们对表皮碳氢化合物在烟粉虱交配行为和生殖隔离中的作用的认识。