日前，學(xué)校植物保護(hù)學(xué)院王進(jìn)軍教授/蔣紅波教授團(tuán)隊(duì)以“橘小實(shí)蠅—芒果”互作體系為模型開(kāi)展研究，首次揭示橘小實(shí)蠅雌蟲(chóng)將產(chǎn)卵器作為味覺(jué)感受器官，通過(guò)感知果實(shí)內(nèi)部化學(xué)信號(hào)作出有利于后代生長(zhǎng)發(fā)育的產(chǎn)卵決策機(jī)制。相關(guān)成果以《基于產(chǎn)卵器味覺(jué)感受的橘小實(shí)蠅雌蟲(chóng)對(duì)橙皮苷回避行為及其子代適應(yīng)性獲益機(jī)制》（Gustatory sensing by ovipositor drives maternal avoidance of hesperidin to benefit the offspring in a major agricultural fly pest）為題，發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）。
多數(shù)食果昆蟲(chóng)通常傾向于將卵產(chǎn)在更成熟、更柔軟、營(yíng)養(yǎng)條件更適宜的果實(shí)中。然而，重大入侵害蟲(chóng)橘小實(shí)蠅的產(chǎn)卵選擇卻呈現(xiàn)出不同規(guī)律。田間觀(guān)察發(fā)現(xiàn)，其常在芒果轉(zhuǎn)熟初期集中發(fā)生，雌蟲(chóng)更傾向于將卵產(chǎn)在商品性成熟（CM）而非生理性成熟（PM）的果實(shí)中，進(jìn)而造成大量未熟果脫落和顯著經(jīng)濟(jì)損失。
研究人員發(fā)現(xiàn)，橘小實(shí)蠅的產(chǎn)卵偏好并不主要由果實(shí)硬度決定。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究表明，驅(qū)動(dòng)橘小實(shí)蠅產(chǎn)卵選擇的關(guān)鍵因素并非單純是果實(shí)“軟硬程度”，而更可能與果實(shí)內(nèi)部化學(xué)組成有關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，橘小實(shí)蠅產(chǎn)卵決策并非主要依賴(lài)揮發(fā)性氣味信號(hào)，而更可能由接觸性化學(xué)信號(hào)主導(dǎo)。為解析影響產(chǎn)卵行為的決定性化學(xué)線(xiàn)索，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)不同成熟階段芒果果肉進(jìn)行了非靶向代謝組學(xué)比較分析，提示橙皮苷很可能是芒果果實(shí)內(nèi)部驅(qū)動(dòng)橘小實(shí)蠅產(chǎn)卵決策的重要化學(xué)信號(hào)。
通過(guò)掃描電鏡結(jié)果顯示，橘小實(shí)蠅產(chǎn)卵器末端分布有多種感器，其中腔錐型感器（SCo）較為豐富。進(jìn)一步通過(guò)味覺(jué)單感器記錄技術(shù)（SSR）發(fā)現(xiàn)，末端SCo-II感器對(duì)橙皮苷具有清晰、穩(wěn)定且呈劑量依賴(lài)性的電生理響應(yīng)。這為橘小實(shí)蠅通過(guò)產(chǎn)卵器“嘗味道”選擇產(chǎn)卵位置提供了直接證據(jù)。在分子層面，研究團(tuán)隊(duì)基于產(chǎn)卵器轉(zhuǎn)錄組篩選候選味覺(jué)受體，鎖定了在產(chǎn)卵器中高水平表達(dá)的關(guān)鍵受體BdorGr28b，并最終證明BdorGr28b是介導(dǎo)橙皮苷識(shí)別并驅(qū)動(dòng)產(chǎn)卵選擇的關(guān)鍵味覺(jué)受體。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步檢測(cè)了芒果成熟過(guò)程中橙皮苷含量的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)隨著果實(shí)成熟推進(jìn)，橙皮苷含量顯著升高。后代發(fā)育實(shí)驗(yàn)表明，較高濃度橙皮苷會(huì)顯著降低卵孵化率、抑制幼蟲(chóng)生長(zhǎng)，并對(duì)蛹和成蟲(chóng)發(fā)育產(chǎn)生不利影響。這說(shuō)明，橘小實(shí)蠅雌蟲(chóng)對(duì)不同成熟階段果實(shí)的產(chǎn)卵選擇，并非簡(jiǎn)單的取食偏好，而是一種有利于后代生存和發(fā)育的適應(yīng)性決策。
該研究首次揭示了橘小實(shí)蠅通過(guò)產(chǎn)卵器味覺(jué)感知寄主果實(shí)內(nèi)部化學(xué)信號(hào)，并依賴(lài)味覺(jué)受體BdorGr28b識(shí)別橙皮苷濃度信息，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)卵位點(diǎn)優(yōu)化選擇的分子與生態(tài)機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)不僅拓展了經(jīng)典“偏好—表現(xiàn)”假說(shuō)，豐富了對(duì)雌蟲(chóng)產(chǎn)卵決策和產(chǎn)卵器感受功能的認(rèn)識(shí)，也為實(shí)蠅類(lèi)害蟲(chóng)綠色防控提供了新的理論基礎(chǔ)和潛在靶點(diǎn)。
西南大學(xué)為論文唯一完成單位。西南大學(xué)在讀博士研究生董寶為論文第一作者，博士后彭媛媛，博士研究生栗洪飛、曹付、蘭欣宇及碩士研究生寇若晗參與了部分研究工作，西南大學(xué)王進(jìn)軍教授與蔣紅波教授為共同通訊作者。本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022YFC2601000）和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32472554、U21A20222）資助。
論文鏈接：www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2526937123
