近日，中国农业科学院植物保护研究所抗虫功能基因研究与利用创新团队阐明了二氧化碳作为关键化学信号调控棉铃虫产卵行为的分子和神经机制，揭示了大气二氧化碳浓度上升可能对生态与农业可持续发展带来重大影响。相关成果发表在《国家科学评论（National Science Review）》。
昆虫对二氧化碳浓度变化异常敏感，多种昆虫已进化出特定的味觉受体来感知二氧化碳浓度变化，然而二氧化碳如何调控昆虫产卵行为尚未明确。
该研究发现，棉铃虫利用植物释放的二氧化碳浓度定位产卵位点，优先选择二氧化碳浓度较高的嫩叶产卵以提升后代适应性。但大气二氧化碳升高将掩蔽叶片间信号差异，引发产卵紊乱。下唇须中特异性表达的三个味觉受体共同介导了棉铃虫对二氧化碳的感知，受体激活引起的外周信号投射至触角叶，进一步传递至大脑的高级神经中枢，引起二氧化碳响应行为。敲除任一受体都会导致棉铃虫丧失二氧化碳感知能力，进而破环其根据二氧化碳浓度选择最优产卵位点的行为策略。该研究揭示了二氧化碳在昆虫繁殖中的生态学意义，为气候变暖下害虫防控提供了新靶点。
该研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目的资助。（通讯员：郭建英）
论文链接：
https://doi.org/10.1093/nsr/nwaf270
