蜂巢小甲虫识别蜂群的嗅觉分子机制获揭示

广东省科学院动物研究所研究员赵红霞团队在农业农村部国家蜂产业技术体系广州综合试验站和国家自然科学基金等项目的资助下，阐明了蜂巢小甲虫Aethina tumida如何利用其嗅觉系统来识别蜜蜂群体的挥发性物质。相关成果近日在线发表于《国际生物大分子杂志》（International Journal of Biological Macromolecules）。

蜂巢小甲虫气味结合蛋白识别蜂群挥发物的模式图。研究团队供图

蜂巢小甲虫是一种全球范围内扩散迅速的蜜蜂入侵害虫，对蜜蜂产业构成严重威胁。然而，其识别蜂群的嗅觉机制仍未明了。

该研究通过触角电位和Y管行为实验，筛选出了吸引蜂巢小甲虫的蜂群关键挥发物：2-庚酮、罗勒烯和棕榈酸乙酯。并通过转录组数据和定量逆转录PCR（RT-qPCR）技术进一步鉴定到3个蜂巢小甲虫触角特异性高表达的气味结合蛋白基因obp6、obp11和obp19。随后通过RNAi分别沉默这3个基因证实蜂巢小甲虫对2-庚酮、罗勒烯和棕榈酸乙酯产生的触角电位反应和吸引/趋避反应均显著减弱。

该研究还利用荧光竞争结合实验和分子对接技术进一步验证了气味结合蛋白OBP6、OBP11和OBP19与2-庚酮、罗勒烯和棕榈酸乙酯的结合能力，从而明确了这些气味结合蛋白在蜂巢小甲虫识别蜂群挥发物的嗅觉反应中的重要作用。该研究揭示了2-庚酮、罗勒烯和棕榈酸乙酯可以作为蜂巢小甲虫引诱剂的潜在应用前景。

上述发现不仅增进了对蜂巢小甲虫嗅觉行为机制的理解，也为开发生态友好型害虫控制策略提供了新的分子靶标。