AI逆向破解百合蛾性信息素
法国国家农业、食品与环境研究院(INRAE)的科学家与中国南京农业大学、法国蔚蓝海岸大学合作,用一套基于人工智能的新方法,鉴定出了百合蛾(Spodoptera picta)的性信息素以及与之对应的嗅觉受体。这项成果发表在《BMC Biology》上,属于EXPLOR'AE项目的一部分。百合蛾的幼虫以百合类植物为食,这种害虫分布在亚洲和大洋洲。在此之前,它的性通讯机制并不为人所知。研究思路有点反常规。
传统做法是从释放信号的昆虫入手,先拿到活虫、找准它分泌信息素的时机,再逐一分析化合物是否具有吸引力。这次团队反过来,从接收方入手:先分析昆虫基因,锁定候选嗅觉受体,再用人工智能预测受体的三维结构,并通过分子对接计算哪些挥发性分子可能与之结合。预测之后是验证。研究人员用电生理、分析和行为实验层层确认:雌蛾确实分泌这种性信息素,雄蛾也能探测到挥发性分子(Z,E)-9,11-十四碳二烯基乙酸酯,行为测试则显示该信息素能吸引雄蛾并引发性行为。这套方法的意义不止于百合蛾。
性信息素在生物防治中扮演关键角色——比如向空气中释放大量信息素干扰交配,或用诱捕器监测和压低种群密度。但鉴定新物种的信息素一直费时费力。如果从受体端逆向预测能够推广,其他物种的信息素发现或许会变得更快。当然,目前实验对象是百合蛾这种“非模式”物种,它不在法国本土分布。正因如此,这项研究更像是一次方法验证:先在一个相对陌生的物种上跑通流程,再看它能否走得更远。