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昆虫对CO2感受机制的研究进展

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CO2是空气的重要组分,它既是植物光合作用的主要原料之一,也可以作为环境中的化学信号直接影响昆虫的生命活动.CO2在双翅目、鞘翅目和鳞翅目昆虫的觅食行为中都发挥着重要作用;CO2可以影响蝇类和蛾类的产卵行为;CO2是社会性昆虫调节巢穴内气候条件的重要指标.对昆虫感受CO2的机制研究一方面可以拓展对昆虫化学感受体系的认知,另一方面可以给害虫监测和防治提供新的策略.从2007年在果蝇Dlrosophilia中鉴定得到GR21a和GR63a两个共表达的CO2受体基因以来,随着高通量测序技术的发展,结合同源比对分析,多种昆虫的CO2受体基因得到了鉴定,至此,昆虫在外周神经水上感受CO2机制的研究进展有了重大突破.昆虫的CO2受体基因表达在特定的受体神经元上,这些受体神经元能够感受环境中极低浓度的CO2,并将CO2信号进一步传导至脑的中枢神经系统.昆虫在中枢神经水平上对CO2信号的处理分为在脑初级中枢-触角叶中的处理和在脑高级中枢的处理.触角叶内的CO2投射神经元在触角叶中的特定嗅小球内形成复杂的树突,然后这些投射神经元继续向脑的高级中枢投射到前脑的侧角,再向上投射到蕈形体冠.一些昆虫的基因组中并未鉴定到CO2受体基因的同源基因,但这些昆虫对CO2的反应早有报道,这暗示昆虫中存在其他感受CO2的通路.本文从CO2对昆虫生命活动的重要性、昆虫在外周神经水平上感受CO2的机制、昆虫在中枢神经水平上感受CO2的机制、昆虫中其他感受CO2的通路4个方面综述了相关研究进展,着重介绍了 CO2对昆虫的影响和CO2受体基因的鉴定及功能研究,旨在为后续的CO2感受机制的研究和绿色防控手段的开发提供可借鉴的思路和方法.
Research progress of the mechanism of CO2 perception in insects

陈秋燕、刘杨、王桂荣

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中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点实验室,北京100193

CO2 感受机制 味觉受体 受体神经元 功能鉴定

国家自然科学基金国家自然科学基金

3186113301931725023

2022

10.16380/j.kcxb.2022.03.013

昆虫学报
中国科学院动物研究所,中国昆虫学会

昆虫学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.756
ISSN：0454-6296
年,卷(期)：2022.65(3)
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