美洲大蠊求偶交配行为沟通的两种性信息素获揭示

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华南师范大学生命科学学院教授李胜和副教授李娜团队与东南大学教授潘玉峰团队合作，研究揭示了两种性信息素成分通过两种嗅觉受体共同调控美洲大蠊雄虫性行为的分子机制。相关成果近日以长文的形式在线发表于《中国科学：生命科学》英文版。

“我们以美洲大蠊为研究对象对其两性交配的分子机制进行了解析，发现了两种性信息素成分periplanone-A（PA）和periplanone-B（PB）通过两种嗅觉受体（OR53和OR100）共同调控雄虫求偶交配行为。”论文通讯作者李胜告诉《中国科学报》。

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美洲大蠊求偶交配行为沟通的两种性信息素——两种嗅觉受体感受途径。受访者供图

挥发性性信息素对雄性和雌性之间的性沟通至关重要，在动物，包括昆虫中广泛存在，能够吸引远距离的潜在性伴侣，并通常由雄性专门的气味受体检测。美洲大蠊雌虫在羽化性成熟后产生并释放出两种性信息素成分PB和PA。在以前的研究中已经证明PB是主要的性引诱剂并能吸引雄性，但其与PA在调节性行为方面的相互作用尚不清楚。

该研究首次发现在美洲大蠊PB能够在长距离吸引成年雄性美洲大蠊，而PA可能会抵消PB的吸引力。研究人员通过各种行为测试对美洲大蠊两性交配进行了观察记录，同时进行了电生理学、性别和年龄特异性转录组、果蝇遗传学以及RNAi敲除实验，确定了OR53为PA/PB的受体，OR100为PA的受体。他们利用荧光原位杂交和单细胞测序将OR53和OR100表达定位在雄性触角中的两种锥形感受器。

该项研究围绕美洲大蠊两性交配的嗅觉感受分子机制进行了行为学、电生理学、转录组学的分析，确定了两种气味受体，OR53和OR100，分别作为PB/PA和PA受体。OR53和OR100主要在性成熟雄性的触角中表达，并且它们的表达水平受性别分化途径和营养响应信号的调节。在雄性触角中OR53和OR100的细胞定位进一步揭示了两种感器协调一个复杂的两性信息素-两受体途径来调节美洲大蠊的性行为。

上述发现展示了两种性信息素成分的不同功能，确定了它们的受体和调节机制，这些机制在雄性特异性和年龄相关的性行为中起作用，并且可能为害虫管理提供新的指导策略。