昆蟲的嗅覺極為靈敏，能夠直接為其覓食、求偶、產(chǎn)卵等行為提供“導(dǎo)航”。其中，一種蛋白質(zhì)——昆蟲氣味受體發(fā)揮著關(guān)鍵作用。近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所（嶺南現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學(xué)與技術(shù)廣東省實(shí)驗(yàn)室深圳分中心）王桂榮團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所等單位，成功解析了害蟲豌豆蚜的氣味受體精細(xì)結(jié)構(gòu)，揭示了其氣味受體發(fā)揮作用調(diào)控嗅覺的分子機(jī)制，為新型昆蟲綠色農(nóng)藥的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)論文于北京時(shí)間6月14日發(fā)表于國際期刊《科學(xué)》。
中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所研究員王桂榮介紹，每年發(fā)生的各種農(nóng)作物病蟲害嚴(yán)重威脅著糧食安全，然而長(zhǎng)期使用的化學(xué)農(nóng)藥容易產(chǎn)生抗藥性，也存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，針對(duì)昆蟲嗅覺調(diào)控等特點(diǎn)來研發(fā)綠色生物農(nóng)藥成為當(dāng)前重要的研究方向，而明確昆蟲嗅覺的分子調(diào)控機(jī)制正是這項(xiàng)研究的重要基礎(chǔ)。
20多年前，科學(xué)家們已發(fā)現(xiàn)了昆蟲氣味受體在調(diào)控其嗅覺識(shí)別中發(fā)揮了重要作用，而且絕大多數(shù)昆蟲的氣味受體是一組OR-Orco復(fù)合物，然而，這組復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)卻一直是待解之謎。本次研究中，科研人員利用冷凍電鏡技術(shù)，深入探究農(nóng)業(yè)害蟲豌豆蚜氣味受體復(fù)合物的結(jié)構(gòu)特性，成功解析了這組復(fù)合物在封閉和開放兩個(gè)狀態(tài)下的高分辨率冷凍電子顯微鏡結(jié)構(gòu)，揭示了昆蟲氣味受體在調(diào)控其嗅覺識(shí)別通道控制中的分子機(jī)制。
中國科學(xué)院院士康樂評(píng)價(jià)，這一里程碑式的突破為基于結(jié)構(gòu)生物學(xué)高通量篩選殺蟲劑和驅(qū)避劑奠定了理論基礎(chǔ)，將有力推動(dòng)害蟲綠色防控新產(chǎn)品研發(fā)進(jìn)程，為實(shí)現(xiàn)安全、綠色、可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式提供強(qiáng)有力的支撐。中國工程院院士宋寶安表示，嗅覺受體結(jié)構(gòu)未知是研發(fā)害蟲高效引誘劑和驅(qū)避劑的卡點(diǎn)，本次成果是昆蟲嗅覺編碼機(jī)制研究領(lǐng)域的重大突破，為開發(fā)高效、綠色的行為調(diào)控劑奠定了理論基礎(chǔ)，顯著增強(qiáng)我國在昆蟲行為調(diào)控劑研究領(lǐng)域的核心競(jìng)爭(zhēng)力，有望催生一批綠色、高效的昆蟲行為調(diào)控新產(chǎn)品。（光明日?qǐng)?bào)全媒體記者楊舒）
