昆虫化感蛋白通过识别真菌挥发物促进蝗虫避开真菌病原体

蝗虫（Locusta migratoria）是全球最具破坏性的害虫之一。昆虫病原真菌可以感染并杀死蝗虫，绿僵菌已进化为一种专门的蝗虫病原体。然而，蝗虫已经进化出了限制或避免微生物病原体的对策，尽管这些防御措施背后的分子机制仍然模糊不清。

该研究证明了迁飞蝗虫通过识别真菌挥发物对被 M. acridum 污染的食物表现出回避行为，蝗虫对挥发物的感知是由 LmigCSP60 化学感应蛋白介导的。

图 1. 蝗虫能够避免取食M. acridum污染的食物

LmigCSP60 的 RNAi- 敲除降低了蝗虫对 M. acridum 的回避行为，增加了感染和死亡率。经鉴定，真菌挥发性物质 2-苯乙醇（PEA）参与了蝗虫的行为回避。

LmigCSP60 的 RNAi- 敲除降低了触角对 PEA 的电生理反应，并削弱了蝗虫对该化合物的回避。纯化的 LmigCSP60 能够与包括 PEA 在内的一系列真菌挥发物结合。

图 2. LmigCSP60 介导蝗虫对 M. acridum 的回避

图 3. 通过LmigCSP60感知PEA

此外，在M. acridum 中，通过构建有助于 PEA 生产的乙醇脱氢酶基因（ΔMaAdh 菌株）的靶向基因敲除突变体来减少 PEA 排放，从而减少蝗虫对病原体的回避行为。

图 4. 1-NPN 报告分析以及用纯化的 LmigCSP60 蛋白测试M. acridum VOCs 的竞争性结合曲线

图 5. 靶向基因敲除M. acridum MaADH1 基因可减少 PEA 的产生并减少蝗虫的回避行为

这些发现确定了蝗虫用于检测和避免潜在微生物病原体的嗅觉回路，在病原体能够引发感染之前，突出了影响宿主与病原体相互作用共同进化的行为和嗅觉适应性。

https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.127389