昆虫嗅觉通路的研究进展

王洋

（沈阳师范大学 辽宁沈阳 110034）

昆虫嗅觉通路的研究进展

王洋

（沈阳师范大学 辽宁沈阳 110034）

昆虫的嗅觉对于昆虫具体的栖息地选择、繁殖、趋避、群集、觅食还有信息传递等有关行为具有深刻的影响。对于昆虫嗅觉通路进行深入研究，并对嗅觉信号传导有关途径方面的完整阐述，是合理探索农业害虫有关专一性防治方面的基础。

昆虫 嗅觉通路 研究

基于对哺乳动物有关嗅觉方面的分子研究逐渐深入，还有对其机理探索方面所取得的突破，有关昆虫嗅觉方面的分子研究得到了飞速发展。同时，因为有深厚的行为学、显微成像学以及遗传学等方面的研究作为基础，昆虫变成了阐明嗅觉机理的一种非常适宜的有关模型。

1　昆虫嗅觉有关神经通路的具体走向

昆虫体表存在着含有很多化学感受器的有关鬃毛，而在鬃毛的内部就是感受嗅觉以及味觉的相关神经元。这里面，毛型感受器具体分布在触角以及下颚须上，而有关味觉感受器则是集中在口器以及足上。它们主要具有毛形、腔锥形以及锥形等三种形态。相关研究证明，不同形状的有关感受器，可以有选择性的来接收某一类有关化学物质方面的刺激。对于不同昆虫来说，其嗅觉感受器实际的分布、大小以及数量变化有很大的不同，在果蝇当中，其嗅觉感受器具体位于触角上的第三节还有口器下颚须上。同时这些嗅觉感受器当中都含有1到4根嗅觉感受相关神经元，并且这些神经细胞都是双级神经元，任何一个细胞都能在树突部相关细胞膜上对有关嗅觉受体蛋白进行特异性表达。这些神经细胞的具体胞位是在触角角质表皮之下，而对于树突端来说，其则是延伸到相关的嗅觉感受器，同时浸没在由表皮细胞所分泌的含有丰富钾离子以及蛋白质的有关淋巴液内。表达共同嗅觉受体的有关神经元汇集到相关触角叶当中同样的神经纤维球亦或是功能性相关处理单位当中。然后这些神经元最后把嗅觉信号传递至脑部当中的触角叶结构，进而使得昆虫脑部形成有关这种气味分子的对应抽象信息。在嗅觉感受器的有关表皮之上分布着非常多的小孔，周围环境当中的一些气味分子可以穿过这些小孔逐渐扩散至嗅觉感受器方面的淋巴液当中，利用和水溶性的有关气味结合蛋白，从而形成复合物或者是直接作用在相关的嗅觉受体上面，然后发生信号转导。

2　昆虫嗅觉通路当中有关受体的功能

嗅觉受体方面信号转导作用的开始阶段含盖着三种类型的有关蛋白依次进行相互作用，也就是G蛋白、嗅觉受体以及诸多效应酶类。由催化第二相关信使分子（譬如cAMP等）从而形成的效应物能够打开离子通道，同时使嗅觉神经元有关细胞膜去极化，从而出现受体感应电势。对于这种效应物来说，目前发现是磷脂酶C，可以催化IP3以及甘油二脂当中的有关磷脂酰肌醇磷酸氢盐进行水解，对于这些化合物具体的角色还没有明确、彻底的阐明。Sato等进行的有关研究证明昆虫Ors含有一个全新的种类——利用配体激活的有关非选择性方面的阳离子通道。凭借膜外向外式相关膜片钳技术，在有关爪蟾卵母细胞以及HEK293T细胞膜等方面表达昆虫OR复合物，从而证明其本身存在通道活性，并且形成的有关配体门控离子方面的通道，有很大可能是昆虫本身对气味环境做出反应的一种非常特殊的策略。在诸多研究的有关基础之上，对于昆虫嗅觉受体有关神经元方面的早期信号传递具体的模型也较为粗略的构建起来。

如今，对于蛾类有关性信息素受体方面的功能研究已经非常深入。蛾类有关性信息素通常是二至三种，其中含盖着十二至十六个碳原子的有关碳水化合物分子方面的混合物，雄蛾本身的信息素相关感受系统，能够对雌蛾所散发出来的极微量的这种信息素进行专门识别。

3　昆虫嗅觉方面的配体

嗅觉受体一般对于一组高度有关的成分方面的反应最为强烈，而对于有关程度非常远的物质实际的敏感性较低。目前发现多种配体之中都具有醛基或者是酮基。对配体方面最广泛的分析就是对小鼠嗅觉受体I7方面实施的，其是凭借n-辛醛当做主要配体的。有关碳氢链的具体长度是对配体功效有很大影响的另外一个分子特性，在大部分例子当中，长碳氢链能够致使更牢固的结合。有关苹果蠢蛾幼虫方面的研究当中，分别使用十一种植物成分、三种微量的有关信息素、主要性信息素还有一种行为拮抗剂等对其触角实施筛选，发现有关嗅觉神经元能够对其中部分成分发生反应，同时对部分成分方面的反应存在性别特异性，并且还发现部分神经元可以对一到三种气味分子做出反应，这证明效应谱上具有某种重叠。

很多研究证明，嗅觉受体有关神经元方面的气味-受体响应谱以及时间动态，还有对一些特定气味分子方面的相应模式具有很大的差异，有些嗅觉受体相关神经元对于一系列气味方面的响应比较广，譬如对某些植物挥发物方面的响应；还有一些则很窄，譬如对某些特定性信息素有关成分方面的响应就十分的专一。在测定大部分嗅觉受体对于诸多气味物质方面的敏感性之后，相关学者开始考虑，对于这些受体来说，其作为一个整体究竟是怎样解码气味物质实际的种类以及数量的。目前一项有关果蝇嗅觉系统方面的“全局性”检测的研究证明：单个挥发物通常不会激发有关气味感受方面的整体性反应；很多气味物质对于受体抑制的有关情况非常普遍；只有三种气味物质无法激发或者是抑制其中一种受体。

4　结束语

昆虫作为一种优秀的模式生物，对其所具有的嗅觉系统进行研究可以极大的促进人类在嗅觉研究方面的进步，这对于人类有关嗅觉方面的遗传病诊断以及治疗具有重要的意义。同时，在农业生产方面有25%的损失都是因为昆虫直接或者是间接危害所导致的，对于昆虫的嗅觉进行研究，能够对农业害虫方面的生物防治产生深远的影响。所以对昆虫嗅觉进行的研究，不管是在植物保护，亦或是动物以及人类自身的健康保护等方面，都有着非常重要的作用以及广阔的发展前景。

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Q96

A

1674-2060（2016）05-0341-01

王洋（1990-），女，汉族，辽宁葫芦岛人，沈阳师范大学生命科学学院神经生物学研究生在读，研究方向：系统神经生物学 。