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中国科学院动物研究所康乐院士访问我院并做学术报告

日期: 2020-11-09

2020年11月6日下午,中国科学院动物研究所康乐研究员在北京大学生命科学学院邓祐才报告厅做了题为“蝗灾的奥秘:两种信息素的平衡导致蝗虫的群聚”的学术讲座。本次学术讲座由陆剑研究员主持,200余名师生聆听了讲座。

康乐研究员现为中国科学院院士、欧洲科学院院士、发展中国家科学院院士、国际欧亚科学院院士,当前担任河北大学校长、中科院北京生命科学院院长、中国科学院大学生命科学学院院长、中国科学院大学学位委员会副主任。其研究组长期从事生态基因组学研究,以蝗虫为主要对象,系统地研究了动物的适应、表型可塑性、神经和行为,并取得一系列突破性进展。很多相关工作在Nature, Science等重要的学术刊物中发表,总引用超过6000次。在当天的报告中,康乐院士介绍了其研究组利用多方法,从多层次阐明了两种信息素,苯乙腈(PAN, Phenylacetonitrile)和4-乙烯基苯甲醚(4VA,4-Vinylanisole)在蝗虫聚集成灾的过程中的作用。

康乐院士介绍道,长期以来,蝗灾对人类社会和农业生产造成了巨大的危害,但迄今人们没有有效的方法治理蝗灾。蝗灾发生的重要原因是散居型蝗虫向群居型蝗虫的转变,这种两型转变和聚集被认为是由聚集信息素(Aggregation pheromone)介导的。在过去的50多年里,人们都在探索聚集信息素的化学本质,但已报道的化合物中没有一种完全符合聚集信息素的条件。苯乙腈(PAN)是群居型蝗虫特异释放的一种化合物,在此前被认为是聚集信息素。康乐院士的研究组用大量的实验证明,PAN实际上是群居型蝗虫用以警戒的防御性化合物。PAN气味难闻,可以降低天敌的捕食,在受到攻击的情况下,会迅速分解生成毒性很强的氢氰酸,用以抵御天敌。单独的PAN处理对蝗虫还有趋避效果,因此PAN不是聚集信息素。康乐研究组发现蝗虫身体上另外一种此前未被报道的化合物,4-乙烯基苯甲醚(4VA)在低浓度的情况下就能对不同年龄、性别和生态型的蝗虫有很强的吸引作用。4VA的释放与群体密度密切相关,在实验室条件下,当群体密度达到4.2头/箱时,就能诱发散居型蝗虫释放4VA。他们鉴定到4VA的特异性受体是蝗虫锥形感受器中的七次跨膜蛋白OR35,在用CRISPR-Cas9敲除Or35基因后,4VA对蝗虫的吸引力被破坏。在野外的情况下,4VA对实验室蝗虫和野外蝗虫群体都有吸引力。这项研究证明4VA就是蝗虫的聚集信息素,解开了困扰人们多年的科学难题。

在讲座的最后,康乐院士介绍了4VA在蝗虫防治中的应用前景。人工合成的4VA可以用于蝗虫的诱引和消杀,4VA的拮抗剂可以阻止蝗虫聚集,4VA还可以用于蝗虫群体的密度监测,Or35敲除的转基因蝗虫可以用于生物防治。

讲座结束后,康乐院士与师生进行了深入、热烈的讨论,对师生们提出的问题做出详细的解答。康乐院士生动、精彩的讲座获得了师生们的一致好评,使大家对于蝗灾的成因与防治有了全新的认识。