本年度昆虫分子生态学团队新增省部级及以上科研项目6项（国家重点研发计划青年科学家项目1项；国家自然科学面上项目1项，青年基金3项），合计科研经费400余万元。目前，本团队承担在研项目40多项，在校科研经费4000余万元。本年度，团队成员在SCI 期刊发表一区论文24篇；新增授权专利2项。团队在桔小实蝇抗药性演化和寄主挥发物诱导的产卵行为的分子机制等领域取得重要进展。

桔小实蝇是一种危险的入侵性农业害虫，由于繁殖能力强、寄主植物范围广、表型可塑性强等特点，严重威胁我国果蔬产业的健康发展。化学农药的不合理使用导致田间桔小实蝇的抗药性水平陡增且抗性背景复杂，大大降低了杀虫剂的防控效果，导致桔小实蝇的危害愈演愈烈，防控越来越难。解析抗药性演化的机制对于降低害虫防控难度、减少治理成本以及开发新型绿色高效杀虫剂具有重要的指导价值。团队基于室内连续点滴施药筛选获得的桔小实蝇马拉硫磷抗性品系，系统探究桔小实蝇对马拉硫磷穿透抗性形成的分子机制。通过不同施药方式评估、高效液相色谱检测和透射电镜观察等技术和手段，探究了几丁质在杀虫剂抗性中的功能，明确了表皮增厚是介导桔小实蝇对马拉硫磷的抗性重要因素。在此基础上，通过构建转录组文库和分析表达模式，发现lnc19419、miR-994和BdCPCFC三个内源性RNA可能存在竞争性调控关系，共同参与调控桔小实蝇抗性品系前胸背板表皮结构变化。通过生物信息学和靶向调控关系分析发现，桔小实蝇前胸背板表皮中存在lnc19419~miR-994~BdCPCFC级联调控通路。联合使用mimic/inhibitor处理和RNAi技术，系统解析了lnc19419吸附miR-994间接调控BdCPCFC介导杀虫剂抗性的分子机制，构建了ceRNA调控前胸背板表皮厚度介导桔小实蝇对马拉硫磷穿透抗性的分子模型（图1），为桔小实蝇田间抗性治理和防控策略的制定提供新思路。相关研究以“Cuiticle competing endogenous RNAs regulate insecticide penetration and resistance in a major agriculture pest”为题发表于生物学领域知名期刊BMC Biology。蒙力维博士和袁国瑞副教授为论文的共同第一作者，王进军教授为通讯作者，豆威教授、John Vontas教授、研究生陈梦玲、郑莉莎、白文杰、李振宇以及本科生彭渝参与了研究工作。

图1 lnc19419~miR-994~CPCFC级联调控表皮厚度介导穿透抗性的分子机制

产卵是昆虫生活史循环中非常重要的过程，决定着昆虫种群的演化和繁荣。桔小实蝇主要通过交配后雌虫定位寄主，并以雌虫产卵器刺伤寄主植物果皮，在果实内部产卵，孵化的幼虫在果实内部取食直至化蛹，且其繁殖能力极强。因此，为有效控制桔小实蝇危害，创制雌虫引诱剂、建立诱杀雌虫的技术体系迫在眉睫。课题组通过双陷阱及产卵行为观察，发现寄主挥发物1-辛烯-3-醇对交配后桔小实蝇具有强烈的产卵引诱力。采用qPCR、双电极电压钳及钙离子成像技术在离体水平检测了嗅觉受体与1-辛烯-3-醇的结合能力，发现OR7a-6和OR13a与1-辛烯-3-醇具有较强的结合能力。随后，利用基因编辑CRISPR/Cas9技术敲除了OR7a-6和OR13a，突变体对1-辛烯-3-醇的触角电位反应和产卵偏好性都显著降低，证明OR7a-6和OR13a是桔小实蝇感受1-辛烯-3-醇的关键嗅觉受体，其在1-辛烯-3-醇的诱导下调控桔小实蝇的产卵行为。此外，通过三维模拟、分子对接和定点突变等技术，发现OR7a-6的ASN86氨基酸残基及OR13a的ASP320和LYS323氨基酸残基是与1-辛烯-3-醇的关键结合位点。研究成果揭示了桔小实蝇感受1-辛烯-3-醇的分子生理学机制，为桔小实蝇新型雌虫引诱剂的研发提供极具潜力的分子靶标；获得的关键受体结构及其与1-辛烯-3-醇结合能力相互关系的基础数据，为靶向嗅觉受体的桔小实蝇特异性引诱剂的改造、效力提升提供重要理论依据（图2）。相关成果以“Two odorant receptors regulate 1-octen-3-ol induced oviposition behavior in the oriental fruit fly”为题发表于生物学领域知名期刊Communications Biology。徐丽博士和蒋红波教授为论文的共同第一作者，王进军教授为通讯作者，刘召副教授、博士生潘登、硕士生余捷玲、雷权和本科生陈杨参与了该研究工作。

图2 OR7a-6和OR13a调控1-辛烯-3-醇诱导桔小实蝇的产卵行为