11月28日，华南农业大学钟国华教授和易欣副研究员团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表了题为Female semiochemicals stimulate male courtship but dampen female sexual receptivity的研究论文（论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2311166120），阐明了雌性桔小实蝇性信息素通讯的“节俭策略”（semiochemical parsimony）新机制。
桔小实蝇（Bactrocera dorsalis）是危害水果和蔬菜的世界性危险有害生物，在我国南方广泛分布。随着果蔬的频繁调运，其分布范围正逐渐向北扩展，危害程度日益加剧。桔小实蝇雄虫会聚集形成求偶场（lekking sites）吸引雌虫交配。在求偶场中，雄虫通过攻击和打斗等方式保护自己的领地，获胜的雄虫将占据主导地位，并通过振翅释放性信息素吸引雌虫。一旦雌虫进入求偶场，雄虫会展示一系列求偶行为，包括跟随、头部碰撞和舔舐等方式向雌虫示爱。然而，目前尚不清楚雌虫是否也能利用性信息素来表达交配意愿，以及如何选择哪些雄虫作为交配对象。
该研究使用气相色谱-质谱法（GC-MS）发现月桂酸乙酯、肉豆蔻酸乙酯、9-十六碳烯酸乙酯、棕榈酸乙酯四种化合物是由雌性实蝇特异产生的挥发性物质。这四种化合物的浓度随着雌性实蝇龄期的增长而逐渐增加，并且能够触发雄性实蝇的求偶行为。更为有趣的是，在交配过程中，当雌性实蝇与雄性实蝇接触时，这些化合物会转移到雄虫的体表上，成为雌性实蝇识别已交配雄虫的标志物质，并因此拒绝与携带这些化合物的雄虫交配。
这项研究发现了雌性桔小实蝇中存在一种独特的化学通讯机制，四种脂肪酸乙酯化合物具有双重功能，既可作为引诱性信息素（aphrodisiacs），又可作为抑制性信息素（anti-aphrodisiacs）。雌蝇通过释放这些化合物来表达其交配意愿，吸引并诱发雄蝇的求偶行为；然而，当雌蝇将这些化合物转移到雄性体表上时，它们则充当抑制性欲物质，“提醒”其他雌蝇这些标记的雄蝇已完成交配，并减少其他雌蝇对标记雄蝇的接受度。这表明桔小实蝇采用“节俭策略”进行化学通讯，利用同种化合物在不同条件发挥不同功能，这也揭示了昆虫如何高度整合利用性信息素的谜题，为理解昆虫如何通过有限的化合物进行复杂信息交换提供了新视角。
我校为该项研究的唯一完成单位，植物保护学院2020级博士研究生陈瑶瑶为本论文第一作者，钟国华教授和易欣副研究员为本论文的通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（32072460）和广东省自然科学基金（2022A1515012535）等项目资助，得到了广东省林业科学研究院邱华龙副研究员、我校江定心副教授和中国科学院华南植物园贾永霞高级工程师的帮助。
文图/植物保护学院