假信息素提供了一种抑制葡萄粉蚧爱情生活的方法,并防止这些多产的软体害虫在葡萄酒、葡萄干和食用葡萄园中达到破坏性水平
生产大量的化学昆虫性引诱剂释放到空气中,以防止失恋的雄性粉蚧找到雌性交配,这可能既困难又昂贵。然而,现在,农业研究服务局(ARS)科学家对害虫嗅觉系统的研究为成本较低的合成信息素替代品提供了线索
这篇论文发表在《昆虫科学现状研究》杂志上
考虑到藤本粉蚧在生长季节可以繁殖多代,防止它们相遇和交配是一件大事。如果不加以控制,害虫会吸取葡萄植株的汁液,使其衰弱,降低果实产量和质量。它们还分泌蜜露,这种废物会掉落到葡萄簇上,促进黑煤烟霉菌的生长;这两者都会降低水果的市场竞争力
雪上加霜的是,也许最重要的是,害虫还传播一组导致葡萄卷叶病的病毒。当感染率达到25%或更高时,这些病毒的存在可能需要摧毁整个葡萄园
通过使用藤蔓粉蚧的基因组图和复杂的分析程序,科学家们发现了两个关键的嗅觉受体(从总共50个嗅觉受体中),它们提醒雄性粉蚧,空气中的爱是以薰衣草基seneciate的形式存在的,这是雌性信息素中唯一的化学成分
密苏里州哥伦比亚市ARS昆虫生物控制研究实验室的昆虫学家Jacob Corcoran指出,这些受体的特异性如此之强,以至于在自然界中发现的其他已知化学气味物质都不会促使雄性逃跑,寻找雌性交配。为了证实这种特异性,Corcoran和俄勒冈州科瓦利斯市ARS园艺作物病虫害管理研究所的同事植物病理学家Walter Mahafee使用实验室培养的一种特殊细胞系来表达(检查)两种藤粉蚧的嗅觉受体
接下来,他们将细胞暴露于不同剂量的月桂酸薰衣草酯中。这触发了细胞信号通路的激活,表明受体对信息素的检测。这些细胞还暴露在葡萄藤的气味中,粉蚧通常会在自然界中发现这种气味很有吸引力。然而,没有信号通路被激活,这证实了这两种受体对性信息素化合物具有高度特异性
通过这种方法,科学家们已经开始考虑用更恶毒的方式来扰乱害虫的爱情生活
一方面,他们设想使用这种方法来筛选被称为拮抗剂的分子,这些分子可以用来使害虫在自然界中的嗅觉受体失活,阻止它们检测到信息素,并使雄性藤蔓粉蚧注定要过上悲惨、孤独的单身生活。或者,反过来,被称为激动剂的蛋白质可以被配制成使受体“超速运转”,迫使雄性在不存在幻影信息素信号的地方追逐幻影信息素
在另一方面,研究人员正在探索嗅觉受体在生物传感器中的应用—信息素嗅探设备可以部署在整个葡萄园,提醒种植者害虫数量在何时何地增加,以便相应地制定应对措施
正如科学家们所看到的,使用基于信息素的策略,如破坏交配,是多管齐下对抗粉蚧的一部分,包括使用杀虫剂、天然油等有机兼容产品以及生物或文化控制方法
Provided by United States Department of Agriculture
2024-09-15
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