近日，植保所经济作物虫害监测与防控创新团队联合东北师范大学、美国加州大学在国际知名期刊《Current Biology》在线发表了题为“Circabidian rhythm of sex pheromone reception in a scarab beetle”的研究成果。该研究首次发现并阐明了鞘翅目昆虫性信息素受体HparOR14的功能特征，并揭示了性信息素接收嗅觉分子的48h节律。

昼夜节律几乎存在于所有生物类群中，并影响着其各种生理和行为过程。与其它24小时节律生物相比，暗黑鳃金龟（ Holotrichia parallela ）是一个明显的例外，具有48小时出土的生物学习性。该研究通过对暗黑鳃金龟性信息素受体鉴定及其节律研究明确了其在性信息素受体水平上，也存在这种独特的生物钟节律调节机制。

前期研究显示，暗黑鳃金龟雌虫性信息素成分L-异亮氨酸甲酯（LIME）具有48h释放节律。该研究在克隆暗黑鳃金龟触角中14个嗅觉受体（OR）基因的基础上，通过爪蟾卵母细胞表达和电压钳记录系统发现HparOR14对LIME有高度敏感性，随后利用生物信息学、RNAi以及电生理和行为学进行了验证。在此基础上，对雄虫近三个月不同日龄虫体HparOR14的转录水平检测，发现其在交配高峰期（31-51天）达到峰值，与性信息素释放节律一致，后续qPCR及电生理实验均表明性信息素受体HparOR14的表达遵循48 h周期性节律，与其交配行为同步。该研究首次鉴定出鞘翅目昆虫的性信息素受体，并进一步阐明了在性信息素接收端性信息素受体具有感知节律的生物适应现象，为利用性信息素对成虫进行准确的监测、田间诱捕以及干扰交配行为提供理论依据。

植保所为本论文第一完成单位，东北师范大学王寅亮副教授和联合培养硕士研究生董欢欢为论文共同第一作者，植保所尹姣研究员和加州大学戴维斯分校Walter Leal教授为共同通讯作者。植保所李克斌研究员和屈亚飞博士、北京农林科学院罗晨研究员、东北师范大学任炳忠教授和周宇鑫博士等参与了该项研究。该研究获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金和北京市自然科学基金的资助。

图1 暗黑鳃金龟嗅觉受体HparOR14和HparOR1在48h节律中的表达差异

全文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982223017578