调控昆虫嗅觉蛋白精细结构被破解

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  本报北京6月15日电（记者杨舒）昆虫的嗅觉极为灵敏，能够直接为其觅食、求偶、产卵等行为提供“导航”。其中，一种蛋白质——昆虫气味受体发挥着关键作用。近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所（岭南现代农业科学与技术广东省实验室深圳分中心）王桂荣团队，联合华中农业大学、中国农业科学院植物保护研究所等单位，成功解析了害虫豌豆蚜的气味受体精细结构，揭示了其气味受体发挥作用调控嗅觉的分子机制，为新型昆虫绿色农药的研发奠定了基础。相关论文6月14日发表于国际期刊《科学》。

  中国农业科学院深圳农业基因组研究所研究员王桂荣介绍，每年发生的各种农作物病虫害严重威胁着粮食安全，然而长期使用化学农药容易产生抗药性，也存在一定的环境风险。因此，针对昆虫嗅觉调控等特点来研发绿色生物农药成为当前重要的研究方向，而明确昆虫嗅觉的分子调控机制正是这项研究的重要基础。

  20多年前，科学家们已发现昆虫气味受体在调控其嗅觉识别中发挥了重要作用，而且绝大多数昆虫的气味受体是一组OR-Orco复合物，然而，这组复合物的三维结构却一直是待解之谜。本次研究中，科研人员利用冷冻电镜技术，深入探究农业害虫豌豆蚜气味受体复合物的结构特性，成功解析了这组复合物在封闭和开放两个状态下的高分辨率冷冻电子显微镜结构，揭示了昆虫气味识别通道门控的分子机制。

  中国科学院院士康乐评价，这一里程碑式的突破为基于结构生物学高通量筛选杀虫剂和驱避剂奠定了理论基础，将有力推动害虫绿色防控新产品研发进程，为实现安全、绿色、可持续的农业生产模式提供强有力的支撑。中国工程院院士宋宝安表示，嗅觉受体结构未知是研发害虫高效引诱剂和驱避剂的卡点，本次成果是昆虫嗅觉编码机制研究领域的重大突破，为开发高效、绿色的行为调控剂奠定了理论基础，显著增强我国在昆虫行为调控剂研究领域的核心竞争力，有望催生一批绿色、高效的昆虫行为调控新产品。