原標題:預測交配!科學家發現玉米螟“求偶偏好”基因,有助於控制其繁殖

性吸引的奧祕變得不那麼神祕了——至少對飛蛾來說是這樣。

一個由包括塔夫斯大學在內的6個美國和歐洲研究小組組成的研究小組發現,歐洲玉米螟蟲雄性大腦中表達的一種基因,控制了它對雌性玉米螟蟲產生的性信息素的偏好。

這補充了之前對雌性信息素腺中所表達基因的研究——該基因決定了雌性爲了吸引雄性而分泌的混合類型。

爲什麼交配信號和交配偏好首先會發生變化,這是一個長期存在的悖論。因爲任何變化,都可能降低生物體成功交配的能力。對這兩個基因的瞭解,將有助於更好地理解16萬種蛾類的信息素是如何進化的。

當然,擇偶偏好的一個重要作用是確保你所匹配的不是一個完全不同的物種。雌性發出的信號,必須得到同一物種的雄性的青睞,以確保同類之間的配偶——這種機制被稱爲協調性交配。

歐洲玉米螟本身很有趣:它有兩種類型,稱爲E型和Z型,每一種類型內都有協調性交配。儘管這兩種類型在圈養時可以交配,但在野外E主要與E交配,Z與Z交配。因此,自50年前首次發現玉米螟蟲這兩種信息素類型以來,歐洲玉米螟蟲一直被用作一個物種如何分裂成兩種類型的模型。

因此,我們現在知道——在分子水平上——化學配對是如何幫助新物種的形成的。類似的信息素偏好的基因變化,可以幫助解釋它們如何與成千上萬的其他蛾類保持獨立。

研究團隊還驚喜地發現,雖然雌性玉米螟蟲可能改變它們的信號混合的信息素產生,但雄性偏好是由一種蛋白質驅動的,這種蛋白質改變了他們大腦的神經元電路基礎檢測,而不是影響到負責選擇信息素的受體。

對一種特殊的信息素雞尾酒的偏好,是由在雄性的bab基因中發現的數百種變異中的任何一種決定的。bab的相關變異,並不在編碼蛋白質的基因部分,而是在可能決定產生多少蛋白質的部分,進而影響從觸角到大腦的神經迴路。

研究人員能夠確定雄性飛蛾的解剖差異,包括嗅覺感覺神經元進入飛蛾大腦不同部位的範圍,並將它們與對E或Z雌性飛蛾的吸引力聯繫起來。

阿姆斯特丹大學的阿斯特麗德·格魯特(Astrid Groot)說:“在16萬隻蛾子中,這是第一個同時識別出雌性信號和雄性偏好基因的蛾子。”她還幫助識別了控制E和Z雌性蛾子信息素差異的基因。

預測交配的能力,也有助於控制害蟲的繁殖。除玉米外,歐洲玉米螟是許多農作物的重要害蟲。在美國,每年的監控費用將近20億美元。它也是轉基因“Bt玉米”的主要害蟲目標,這種轉基因玉米表達來自細菌蘇雲金芽孢桿菌(Bacillus thuringiensis)的殺蟲蛋白。雖然Bt玉米在美國仍然是一種有效的玉米螟蟲防治方法,但新斯科舍省的玉米螟蟲現在已經進化出了對另一種Bt玉米的抗性。

譯/前瞻經濟學人APP資訊組

參考來源:https://scitechdaily.com/genetics-of-sex-pheromone-mate-attraction-discovered-how-moths-find-their-flame/

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