近日，中国科学院动物研究所王琛柱研究团队在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》杂志上发表了题为“Discovery of insect attractants based on the functional analyses of female-biased odorant receptors and their orthologs in two closely related species”的研究论文，揭示愈创木烯和苄基丙酮是棉铃虫和烟青虫的产卵引诱物质，为研制防治这类重要农业害虫的新方法奠定了基础。

棉铃虫Helicoverpa armigera和烟青虫Helicoverpa assulta是我国重要的农作物害虫，二者是同域发生的近缘种昆虫，共享两种性信息素组分，但比例相反。它们的形态特征和取食行为非常相似，但是寄主植物范围却有很大差异，棉铃虫取食68个科的300多种植物包括棉花、烟草、玉米、番茄等，而烟青虫只取食茄科的烟草和辣椒等几种植物。

大多数蛾类昆虫寻找配偶主要依赖于雄蛾对雌蛾产生的性信息素的探测，而选择寄主植物产卵在很大程度上依赖雌蛾对寄主植物释放的挥发性物质的嗅觉感受。目前蛾类昆虫的性信息素已经被鉴定很多，但是被鉴定的产卵引诱素还很少。论文第一作者、博士研究生莫宝童介绍：“此前我们对这两种昆虫的雌雄间的化学通讯进行了系统研究，发现其触角感受性信息素的气味受体（OR）偏雄表达。于是，我们采取反向思维的方法提出假说，推测触角上偏雌表达的OR可能与雌蛾选择产卵地有关。”

因此，作者首先以棉铃虫和烟青虫雌雄触角转录组测序结果为基础，通过分析OR在雌雄触角中的表达差异，发现棉铃虫偏雌表达的OR有2个，而烟青虫有6个（图1）；通过构建物种间OR的进化树，还找到了这些受体在另一个种的直系同源OR。

接着，他们利用果蝇T1空神经元表达系统与单感器记录技术，对这些OR进行了功能鉴定。结果表明，HassOR21-2的最有效配体是愈创木烯，HarmOR21-2的是愈创木烯、胡椒酮和氧化芳樟醇；HassOR35的是萜品醇，HarmOR35的是苄基丙酮和甲基庚烯酮；HarmOR55和HassOR55的都是乙酸壬酯和乙酸辛酯（图2）。

然后，用触角电位图（electroantennogram）技术测试了昆虫的触角对这些OR的最有效配体的电生理反应，证实烟青虫和棉铃虫的触角可以感受到这些化合物。为了进一步明确两种昆虫对这些最有效配体的行为反应，作者设计了Y型嗅觉仪行为实验，发现HassOR21-2和HarmOR21-2的最有效配体愈创木烯只可以显著吸引雌蛾，HassOR35和HarmOR35的配体苄基丙酮可以显著吸引雌蛾和雄蛾（图3）。

最后，作者通过产卵选择实验确认愈创木烯和苄基丙酮是两种昆虫雌蛾的产卵引诱物质，但二者的混合物并没有增效作用（图4）。

“这些结果验证了我们最初的想法，通过研究昆虫触角中偏雌表达OR的功能，使我们找到了两种引诱物质，而出人意料的是这两种化合物对棉铃虫和烟青虫均有效”，通讯作者王琛柱教授对研究做了进一步的阐释，“棉花和野生烟草的挥发物中分别有愈创木烯和苄基丙酮，这部分解释了棉铃虫为何喜好在这些植物上产卵。

但棉花并不是烟青虫的寄主植物，可能具有其它驱避烟青虫的气味物质，值得进一步研究。另外，烟青虫喜好辣椒的因素也有待揭示。”中捷四方是我国著名的生产害虫信息化合物产品的公司，对本研究十分关注。该公司董事长兼总经理崔艮中认为，“信息化学物质对环境友好，作用特异，在害虫治理中具有很大的应用潜力。我们正在着力研发昆虫的产卵引诱剂和驱避剂，这样的研究非常及时”。