近日，中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所聯(lián)合多家國內外知名研究機構，在《國家科學評論》上發(fā)布了一項重要研究成果。他們發(fā)現(xiàn)，二氧化碳（CO2）不僅是影響全球氣候的關鍵因素，還作為一種化學信號，顯著影響棉鈴蟲的產(chǎn)卵行為。

該團隊由植保所抗蟲功能基因研究與利用創(chuàng)新團隊領銜，與農(nóng)業(yè)基因組研究所、挪威科技大學以及德國馬克斯·普朗克研究所的科研人員共同合作。他們通過一系列精密的實驗，揭示了三個味覺受體在棉鈴蟲感知CO2并作出行為響應中的關鍵作用。

研究指出，棉鈴蟲能夠感知植物釋放的CO2，并傾向于在CO2濃度較高的幼嫩葉片上產(chǎn)卵。這種行為策略有助于其后代的生長發(fā)育，提高幼蟲的存活率。然而，在模擬未來大氣環(huán)境，即將CO2濃度提升至1000 ppm的條件下，棉鈴蟲對幼嫩葉片的產(chǎn)卵偏好顯著降低。這一發(fā)現(xiàn)暗示了全球氣候變化可能對昆蟲種群繁衍產(chǎn)生深遠影響。

為了深入了解這一機制的生物學基礎，研究團隊成功鑒定出棉鈴蟲下唇須中特異性表達的三個味覺受體（HarmGR1、HarmGR2、HarmGR3）。這些受體共同介導了棉鈴蟲對CO2的感知，進而觸發(fā)一系列神經(jīng)反應，最終影響其行為選擇。利用CRISPR/Cas9基因編輯技術，研究人員發(fā)現(xiàn)，敲除任一受體都會導致棉鈴蟲喪失對CO2的感知能力，進而影響其產(chǎn)卵位點的選擇。

此項研究綜合運用了生物化學、神經(jīng)生物學、電生理學和行為學等多學科手段，從多個層面全面解析了CO2如何調控棉鈴蟲的產(chǎn)卵行為。這一成果不僅為氣候變化對生物多樣性影響的研究提供了有力證據(jù)，也為全球溫室效應背景下的農(nóng)業(yè)害蟲防控策略提供了新的視角。

該論文的通訊作者為中國農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所的王桂榮研究員和劉楊研究員，第一作者為農(nóng)業(yè)基因組研究所和植物保護研究所聯(lián)合培養(yǎng)的博士后陳秋燕。此外，還有來自多個國內外研究機構的科研人員共同參與了這項研究。該研究得到了國家自然科學基金、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程等項目的資助。

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