光肩星天牛雌性接触信息素生物合成途径的多组学解析：从基因调控到害虫防控新靶点

本研究针对光肩星天牛（Anoplophora glabripennis）雌性接触信息素生物合成机制不明的科学问题，通过整合转录组学和代谢组学技术，结合GC-MS分析，系统揭示了其表皮碳氢化合物（CHCs）的性别差异及发育动态。研究发现长链CHCs（C≥16）是性成熟期雌虫接触信息素的关键成分，其中三十烷（C30 H62 ）和棕榈酸（hexadecanoic acid）为重要前体，脂肪酸合成酶（FAS）成为干扰交配的潜在靶点。该研究为开发基于信息素调控的害虫绿色防控技术提供了理论依据。

　　

光肩星天牛的"化学情书"如何书写？——解码雌虫信息素合成之谜
在森林生态系统中，光肩星天牛（Anoplophora glabripennis）如同隐形的"树木杀手"，其幼虫钻蛀树干的行为导致杨树、柳树等阔叶树种大面积死亡。传统防治手段难以触及藏身树干内部的幼虫，科学家们转而将目光投向成虫交配行为调控。有趣的是，这种甲虫的"求婚仪式"高度依赖化学信号——雌虫体表的表皮碳氢化合物（Cuticular hydrocarbons, CHCs）就像一封"化学情书"，雄虫必须通过触角接触才能识别配偶。然而，这封"情书"的书写规则（生物合成途径）始终未被破译。

针对这一科学难题，中国某高校的研究团队在《Pesticide Biochemistry and Physiology》发表研究，首次通过多组学联用技术揭示了光肩星天牛雌性接触信息素的合成密码。研究人员采用GC-MS分析不同发育阶段雌雄成虫CHCs组成，结合转录组和代谢组数据，构建了从基因到代谢产物的完整调控网络。

关键技术方法
研究团队采集实验室人工饲养的新羽化成虫，设置新羽化期、性成熟期和交配后期三个发育阶段。通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）定量分析表皮提取物中的CHCs成分；利用Illumina平台进行转录组测序鉴定差异表达基因；采用非靶向代谢组学（UPLC-Q-TOF/MS）检测脂质代谢物；通过KEGG通路富集分析关键生物合成途径。

CHCs谱的发育动态
GC-MS分析显示，雌雄成虫表皮CHCs碳链长度范围为C₆
-C₄₄
，其中长链化合物（C≥16）占比显著高于短链（4<>₃₀
H₆₂
）含量显著高于雄虫，该差异在交配后逐渐消失，暗示其作为接触信息素关键成分的功能。

脂代谢通路的性别差异
多组学整合发现，脂类和类脂代谢物在性成熟期显著富集。棕榈酸（hexadecanoic acid）被鉴定为CHCs合成的核心前体，其合成关键酶脂肪酸合成酶（FAS）在雌虫中高表达。系统发育分析显示，FAS基因家族在鞘翅目昆虫中具有保守性。

信息素合成的分子开关
研究人员构建了CHCs合成的两阶段模型：首先由FAS催化生成棕榈酸等前体，随后通过延长酶（ELO）和去饱和酶（DES）修饰形成长链CHCs。其中CYP4G家族细胞色素P450被推测参与三十烷的最终修饰，该基因在雌虫表皮特异性高表达。

这项研究不仅阐明了光肩星天牛接触信息素的合成框架，更发现了FAS这一潜在防控靶点——通过干扰该酶活性可阻断信息素合成，从而破坏害虫交配行为。相较于传统杀虫剂，这种基于行为调控的策略更具物种特异性，为研发新一代绿色防控技术提供了分子基础。正如研究者Lulu Kong等指出，该工作建立的"代谢物-基因"关联模型，也为其他鞘翅目害虫信息素研究提供了范式。