近日，中国农业科学院植物保护研究所抗虫功能基因研究与利用创新团队受邀在昆虫学领域权威期刊《昆虫学年评（Annual Review of Entomology）》在线发表题为“The Role of (E)-β-Farnesene in Tritrophic Interactions: Biosynthesis, Chemoreception, and Evolution”的综述文章。对(E)-β-法尼烯（EBF）的不同来源、合成与释放机制，跨营养水平的信号接收模式以及进化关系进行了系统阐述，并提出了未来研究的可能方向，增强了我们对生态系统内关键信号分子如何调节三级营养级互动的理解与实践应用。
自然界中，化学信号分子是生物体间传递复杂信息的重要工具。EBF作为一种常见的倍半萜类化合物，最初以其作为蚜虫警报信息素的作用被认识，随后发现它还能由遭受害虫侵害的植物释放出来吸引天敌。这一发现凸显了EBF在植物、蚜虫与其天敌昆虫之间的三级营养级互动中的核心地位，展现了自然界的精妙调控机制。随着功能基因组学、基因编辑技术、结构生物学和计算生物学的快速发展，我们对EBF所介导的植物-蚜虫-天敌昆虫三级互动的认识有了显著进步。研究人员已经成功鉴定了负责植物EBF合成的酶基因，并对其功能展开了深入研究；同时也逐步揭开了蚜虫体内EBF生物合成的秘密。EBF不仅影响蚜虫的行为模式，还在其翅膀形态的变化中发挥作用，进而影响蚜虫种群的扩散和分布格局。此外，EBF的释放与响应在生物与非生物因素的影响下表现出灵活性，使得植物和蚜虫能够适应复杂的环境变化，共同维护生态系统的稳定性。
本综述深入分析了EBF在复杂生态网络中的调节机制，特别关注其在蚜虫与天敌昆虫化学感知中的神经和分子基础。文中强调了研究蚜虫EBF受体的生物物理与结构特性的重要性，这些特性对于理解EBF与其目标受体之间的交互模式至关重要，为开发新的蚜虫行为调控手段提供了潜在的目标。此外，文章建议运用基于结构或机器学习的方法预测受体-配体间的相互作用，旨在设计、改进和选择更加稳定高效的昆虫行为调控剂。从进化的角度来看，EBF调控着蚜虫与天敌昆虫之间的对抗性进化，它们对EBF的感知能力展示出趋同进化的现象，揭示了二者之间复杂的进化关联。展望未来，EBF系统的相关知识将超越其传统界限，新技术带来的挑战与机遇将有助于我们从全新的角度理解生态调控和作物保护。随着对EBF及其受体研究的不断深入，基于此类化学信号的创新害虫行为控制技术有望为农业带来重大变革，促进农业的可持续发展。
王冰研究员为论文的第一作者，王桂荣研究员为通讯作者，法国农业科学研究院Emmanuelle Jacquin-Joly教授参与了该项工作。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划政府间国际科技创新合作项目和中国农业科学院科技创新工程项目的支持。
