综述:从信号到 sustenance:生物胺在昆虫取食行为中的作用
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时间:2025年06月22日
来源:Journal of Insect Behavior 1.0
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这篇综述系统阐述了生物胺(如章鱼胺OA、酪胺TA、多巴胺DA、5-羟色胺5-HT)作为神经调质(neuromodulators)、神经递质(neurotransmitters)和神经激素(neurohormones)通过Ca2+/AMP等第二信使通路调控昆虫觅食行为的分子机制,揭示了DA抑制与5-HT促进取食的拮抗作用,为害虫防治提供新靶点。
生物胺的神经调控网络
昆虫取食行为受化学信号(chemosensation)与运动响应(motor response)的精密调控。生物胺通过激活G蛋白偶联受体(GPCRs)改变细胞内Ca2+、环磷酸腺苷(cAMP)等第二信使浓度,进而调控代谢与运动功能。章鱼胺(octopamine, OA)作为"昆虫肾上腺素",通过β-肾上腺素样受体提高运动活性促进觅食;其前体酪胺(tyramine, TA)则通过抑制性受体降低摄食动机,二者形成动态平衡。
关键胺类物质的拮抗效应
多巴胺(dopamine, DA)通过Dop1/Dop2受体激活抑制性神经通路,显著降低果蝇等昆虫的糖类摄取;而5-羟色胺(serotonin, 5-HT)通过5-HT1A/5-HT7受体增强口器运动性和中肠收缩频率。这种"刹车-油门"式调控在蝗虫群聚型转变过程中尤为明显,群体迁徙期DA水平升高抑制取食,定居期5-HT主导促进营养积累。
跨组织信号整合机制
生物胺在中枢神经系统与外周消化器官间建立协同通讯。OA通过脂肪体中的OctβR受体增强糖原分解,同时TA在肠道上皮细胞抑制营养吸收速率。这种"神经-代谢耦合"效应通过胰岛素样肽(ILPs)与AKT/mTOR通路影响能量分配,最终决定昆虫的取食策略选择。
农业与医学应用前景
针对OA受体设计的激动剂(如氯虫苯甲酰胺)可诱导害虫过度兴奋而拒食;DA受体拮抗剂(如氟虫腈)则通过阻断抑制信号提升摄食量以增强胃毒剂效果。最新研究发现按蚊5-HT调控系统与疟原虫感染呈正相关,提示抗疟药物开发新方向。
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