蚜虫俗称蜜虫、腻虫,通过吸食植物汁叶对农作物造成严重危害。蚜虫对环境温度变化极为敏感,可通过“预接触逃逸行为”感知哺乳动物呼出的高温和高湿空气,从而迅速掉落逃生。然而,蚜虫感知温度变化的神经与分子机制尚不清楚。
相关研究成果发表在最新一期的《中国科学:生命科学(ScienceChina-LifeSciences)》上。
研究发现,触发豌豆蚜逃逸行为的关键因素是38℃-39℃高温,而非湿度和二氧化碳。豌豆蚜触角第五、六节原生感觉圈中特异性表达的瞬时受体电位锚蛋白1通道介导了这一温度响应,其中B亚型比A亚型更灵敏。该部位板形感器神经元对快速升温(21℃到39℃)呈现出时间依赖性的动作电位激活。采用RNA干扰技术沉默该通道基因后,蚜虫神经元对温度的响应能力及其逃逸行为均显著减弱。
值得注意的是,该通道同时具备感知高温并响应天然驱避剂的双重功能,揭示了蚜虫通过单一分子整合感知多种环境威胁的新机制。这些发现为开发蚜虫绿色防控技术提供了重要的科学基础。
该研究得到国家自然科学基金、中国农科院科技创新工程等项目的支持。