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在蚂蚁 - 蚜虫互利共生关系中，化学识别机制尚不明确。研究人员以伊比利亚细胸蚁（Tapinoma ibericum）和棉蚜（Aphis gossypii Glover）为对象，分析其表皮化合物。结果发现蚂蚁能改变蚜虫表皮化学轮廓，多种化合物或为识别标记。这为害虫防治提供新思路。
在奇妙的昆虫世界里，蚂蚁和蚜虫之间存在着一种独特的互利共生关系。蚂蚁精心照料蚜虫，为它们提供保护，使其免受捕食者的侵害；而蚜虫则为蚂蚁奉献出富含营养的蜜露，作为回报。这种看似和谐的共生背后，其实隐藏着许多未解之谜。目前，科学家们虽然知道蚂蚁和蚜虫在互动过程中会借助触觉和化学刺激进行交流，然而对于其中具体的化学识别机制，仍然知之甚少。究竟是哪些化合物在蚂蚁识别蚜虫的过程中发挥着关键作用？蚂蚁又是如何改变蚜虫表皮的化学组成的呢？这些问题就像一团团迷雾，吸引着科研人员不断探索。
为了揭开这些谜团，来自多个研究机构的科研人员展开了深入研究。其中，Jesús Foronda、Laurence Berville 等人组成的研究团队对伊比利亚细胸蚁（Tapinoma ibericum）和棉蚜（Aphis gossypii Glover）的共生关系进行了细致探究。研究结果意义重大，不仅揭示了蚂蚁 - 蚜虫互利共生中化学识别的关键线索，还为未来开发新型害虫防治策略提供了潜在方向。该研究成果发表在《Journal of Chemical Ecology》杂志上。
在这项研究中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：
- 昆虫样本采集与培养：从西班牙阿尔梅里亚地区采集伊比利亚细胸蚁和棉蚜样本，分别进行单独培养，确保实验样本的稳定性和一致性。
- 化学分析：采用气相色谱 - 质谱联用（GC - MS）技术，对昆虫表皮化合物进行提取和分析，以确定化合物的种类和含量。
- 统计分析：运用主成分分析（PCA）、偏最小二乘法判别分析（PLS - DA）和聚类分析等统计方法，对化学分析数据进行处理，挖掘数据背后的规律和差异。
下面我们来详细看看研究结果：
- 蚂蚁和蚜虫的一般化学轮廓：研究发现，伊比利亚细胸蚁和棉蚜的表皮化合物包含 81 个峰（及两个标准物），共 90 种化合物，碳链长度在 11 - 33 之间。蚂蚁表皮化合物大多是表皮碳氢化合物（CHCs），而蚜虫中 CHCs 和非 CHCs 峰面积相近。在共生前，蚂蚁和蚜虫有 57 个共享峰，但也存在一些专属峰，且两者化合物的丰度和分布有明显差异12。
- 蚂蚁和蚜虫的表皮差异：通过 PCA 分析，发现蚂蚁和蚜虫在化学轮廓上存在显著差异，前两个主成分能明显区分两者。K - means 聚类分析进一步证实了这一点，蚂蚁和蚜虫样本被准确分到不同组。同时，研究还确定了一些在两者间表达水平差异显著的峰，这些峰可能是区分蚂蚁和蚜虫的关键化合物34。
- 共生和非共生蚜虫随时间的表皮差异：PLS - DA 分析显示，不同处理组（Aphid0、Aphid - 、Aphid + ）之间存在显著差异。其中，24 个峰对区分这三组蚜虫贡献最大。进一步分析发现，有 26 个峰对区分共生（Aphid + ）和非共生（Aphid - ）蚜虫至关重要。Kruskal - Wallis χ2检验和 Wilcoxon 配对检验表明，一些化合物在共生蚜虫中的浓度显著增加或减少，如 3,15 - diMeC27（P53）在共生蚜虫中显著增加，而 n - 十六烷酸（P12）则显著减少56。
- CHCs 分析：单独考虑 CHCs 进行分析时，得到了与包含非 CHCs 分析相似的结果，这表明 CHCs 在蚂蚁 - 蚜虫化学识别和共生关系中起着重要作用7。
综合研究结果和讨论部分，这项研究意义非凡。它揭示了蚂蚁 - 蚜虫互利共生关系中化学识别的复杂机制，发现蚂蚁与蚜虫的共生显著改变了蚜虫表皮的化学组成，多种化合物可能参与了这一过程。这不仅有助于我们更深入地理解昆虫间互利共生的化学调控机制，还为开发基于化学调控的害虫防治策略提供了理论依据。未来，研究人员可以进一步探索这些化合物的具体功能，通过行为生物测定等实验，明确它们在蚂蚁 - 蚜虫共生过程中的作用，为农业生产中的害虫防治开辟新的道路。
