螟蛾用性信息素吸引配偶的遺傳學研究迎來進展

生物學家已經發現了控制雄性歐洲玉米螟蛾對雌性性信息素的交配偏好的基因。性吸引的奧秘剛剛變得不那麼神秘–至少對飛蛾來說是這樣。包括塔夫茨大學在內的六個美國和歐洲研究小組發現了在雄性歐洲玉米螟蛾的大腦中表達的哪個基因控制了它對雌性玉米螟蛾產生的性信息素的偏好。

這補充了之前關於雌性信息素腺中表達的基因的研究,該基因決定了雌性信息素腺發出的混合類型以吸引雄性。這項研究今天(2021年5月14日)發表在《自然-通訊》上。

螟蛾用性信息素吸引配偶的遺傳學研究迎來進展

其意義不僅僅是為蟲子製作一個更好的約會App。現在科學家們可以開始詢問為什麼交配信號和交配偏好首先會發生變化,這是一個長期存在的悖論,因為任何變化都可能降低生物體成功交配的能力。對這兩個基因的了解將使我們更好地理解16萬種飛蛾的信息素是如何演變的。

當然,交配偏好的一個重要作用是確保你不會與一個完全不同的物種相匹配。雌性發出的信號必須是同一物種的雄性所喜歡的,以確保同類交配–這種機制稱為同種交配。歐洲玉米螟很有趣,因為它有兩種類型,稱為E型和Z型,每種類型內都有同種交配。盡管這兩種類型在人工飼養的情況下可以相互交配,但在野外,E型大多與E型交配,Z型與Z型交配。由於這個原因,自從50年前首次發現這兩種費洛蒙類型以來,歐洲玉米螟一直被用作一個物種如何分裂成兩個類型。

該團隊的一個驚喜發現是,雖然雌性可能會在它們產生的信息素混合中改變它們的信號,但雄性的偏好是由一種蛋白質驅動的,這種蛋白質改變了它們的大腦神經元迴路的基礎檢測,而不是影響負責接收信息素的受體。

對特定的信息素雞尾酒的偏好是由雄性bab基因中發現的數百個變體中的任何一個決定的。bab的相關變體並不在基因中編碼蛋白質的部分,而是在可能決定產生多少蛋白質的部分,這反過來又影響到從觸角到大腦的神經元迴路。研究人員能夠確定雄性的解剖學差異,包括嗅覺神經元伸入飛蛾大腦的不同部分,並將它們與它們對E型或Z型雌性的吸引聯系起來。

阿姆斯特丹大學的Astrid Groot說:”這是16萬種飛蛾中第一個雌性信號和雄性偏好基因都被確認的物種,”他還幫助確認了控制E和Z雌性信息素差異的基因。”這為我們提供了關於交配選擇進化的完整信息,以及衡量這些選擇與不斷進化的性狀和種群有多大關聯的方法。”

預測交配的能力也可以幫助控制害蟲的繁殖。除玉米外,歐洲玉米螟蛾也是許多農作物的重要害蟲。在美國,它每年花費近20億美元來監測和控制,它也是轉基因 “Bt玉米 “的主要害蟲目標。

結果可以幫助預測Bt抗性是否會從外部蔓延到美國的玉米帶,或者同種交配是否可以阻止或推遲它,Bt玉米使化學殺蟲劑的使用大大減少,盡可能長時間地保護其生態效益應該是一個高度優先事項。

來源:cnBeta