對昆蟲來說，氣味是它們賴以延續的生存法則。北京時間6月14日凌晨2時，國際頂級學術期刊《科學》在線發表了中國農業科學院深圳農業基因組研究所（嶺南現代農業廣東省實驗室深圳分中心）研究員王桂榮團隊與華中農業大學教授殷平團隊、中國農業科學院植物保護研究所等單位合作完成的最新研究成果“昆蟲氣味受體 OR-Orco異聚體識別氣味分子的結構基礎”。研究揭示了氣味配體誘導的氣味受體離子通道門控機制，為針對氣味受體的新型昆蟲綠色行為調控劑的研發奠定了結構基礎。
昆蟲依賴靈敏的嗅覺感知環境中的化學信息。在嗅覺識別的過程中，氣味受體（OR）扮演著核心角色，它們被激活后能夠將外界的化學信號轉化為生物電信號，從而介導昆蟲相應的行為反應。
報警信息素受體就是其中的一種，研究發現，大多數蚜蟲在遇天敵攻擊或者其他危險時，會從腹管中釋放出含有報警信息素的小液滴，“警告”鄰近的蚜蟲快速逃離或掉落。
王桂榮和他的團隊一直致力于昆蟲嗅覺受體的功能鑒定。“簡單地來說，就是找到調控昆蟲行為的氣味分子。然而，氣味分子成千上萬，找到特定行為反應的關鍵受體無疑是大海撈針，歷經十幾年的研究，我們團隊找到了一種高通量的方法，并成功篩選出綠色高效的昆蟲嗅覺行為調控劑。”王桂榮告訴記者。
王桂榮團隊在前期工作中，成功揭示了蚜蟲識別報警信息素的新機制，并進一步闡明了報警信息素如何巧妙地調控天敵昆蟲精準定位蚜蟲的內在機制，為理解昆蟲間的相互作用提供了新的視角。這些研究成果展示了報警信息素及其類似物作為昆蟲行為調控劑的巨大潛力。
此次研究首次展示了昆蟲OR-Orco異源復合物在獨立（封閉通道）和配體結合（開放通道）兩種狀態下的獨特結構，而且深入揭示了昆蟲氣味識別通道門控的分子機制。王桂榮指出，這一發現，為基于靶標結構的先導化合物篩選提供了寶貴的分子基礎，為高效、特異性綠色昆蟲行為調控劑的創制開辟了新的道路。同時，也為科學合理地開發蚜蟲綠色防控技術提供了強有力的理論支撐和實踐指導，具有重要的科學意義和實際應用價值。
中國科學院院士康樂認為，該研究在國際上首次解析了昆蟲OR-Orco復合體的精細結構特性，揭示了氣味識別過程中特殊的離子通道門控機制。這一突破為基于結構生物學高通量篩選殺蟲劑和驅避劑奠定了理論基礎，將有力推動害蟲綠色防控新產品研發進程，為實現安全、綠色、可持續的農業生產模式提供強有力的支撐。
中國工程院院士、貴州大學校長宋寶安指出，該研究團隊揭示了昆蟲氣味受體OR-Orco復合物的三維結構，深入剖析了氣味受體與配體互作機制，是昆蟲嗅覺編碼機制研究領域的重大突破，為開發高效、綠色的行為調控劑奠定了理論基礎，顯著增強我國在昆蟲行為調控劑研究領域的核心競爭力，有望催生一批綠色、高效的昆蟲行為調控新產品。
（中國農業科學院深圳農業基因組研究所供圖）
