近日，中国农业大学草业科学与技术学院张立伟副教授课题组在CELL旗下刊物《当代生物学》（Current Biology）在线发表了题为《跨代信息素交流驱动果蝇产卵地点选择偏好》（Cross-generation pheromonal communication drives Drosophila oviposition site choice）的研究论文。该研究发现果蝇幼虫分泌化合物强烈影响亲代雌虫生殖力，并鉴定到关键信息化合物(Z)-9-十八烯酸乙酯（OE）和味觉受体Gr32a，为理解昆虫生殖产卵调控机制提供了模式参考，在农林害虫绿色防控方面具有潜在应用价值。

昆虫大多缺乏对子代个体的抚育能力，需通过大量产卵提高后代存活力。亲代雌虫需要选择合适的产卵地点，规避环境中有害因素干扰，偏好营养丰富的产卵基质，保证子代最大存活率。目前关于昆虫识别有害化学物质（苦味、有毒、高盐、高酸等）和有益营养物质（糖类、氨基酸、脂肪、低盐、低酸等）的化学感受神经机制已有大量报道，但生物因素，特别是种内生存竞争对雌虫产卵地点选择的影响不甚清楚。

本论文首先构建研究昆虫产卵地点选择偏好的行为范式，发现幼虫体表化合物可显著增强雌虫产卵地点选择偏好；进一步通过气相色谱-质谱联用分析，并结合添加单一化合物的产卵偏好行为测定，鉴定到一类长链不饱和脂肪酸酯OE是刺激雌虫产卵的关键化学物质。OE诱导的产卵偏好性具有浓度依赖的双向调控性：高浓度OE抑制产卵，低浓度OE促进产卵，表明OE浓度高低代表幼虫群体大小，雌虫根据OE浓度判定幼虫竞争性强弱，最终调整自身生殖力。有趣的是，幼虫个体间同样依赖OE调节群体聚集行为。

进一步明确OE依赖雌虫味觉感受发挥产卵调控作用，并对已知的味觉感受突变体开展行为学筛选，发现味觉受体Gr32a突变体显著降低对OE的产卵选择偏好。在体生理实验发现雌虫足部跗节表达Gr32a的味觉感受神经元可以被OE直接接活，但缺失G32a后导致细胞反应活性显著性降低。最后通过遗传学手段消融或者热激活Gr32a阳性神经元，证明OE介导的产卵选择偏好与Gr32a细胞具有充分必要性。综上，本研究揭示了幼虫信息化合物调控雌虫产卵地点选择的味觉感受神经机制，为探究农业害虫生殖力调控的神经机理提供理论借鉴。

本研究受到德国马普学会、山东省农业科学院创新工程和国家留学基金的共同资助。张立伟副教授长期研究昆虫生殖行为的神经调控机制，前期研究结果揭示了雄性昆虫判定求偶对象性别差异的神经中枢机制（Zhang et al., Science Advances, 2022），并发现雌虫感知产卵地点硬度的机械力感觉神经机制（Zhang et al., Current Biology, 2020）。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.03.090