A Sorbonne Egyetem, az INRAE és a Kínai Nemzeti Növényvédelmi Intézet kutatói rekonstruálták egy növényi kártevő, a Spodoptera littoralis (afrikai gyapot levélféreg) egy rendkívül specifikus szaglóreceptorának evolúciós folyamatát.
Ez a receptor létfontosságú szerepet játszik a molyok szaporodásában, mivel lehetővé teszi a hímek számára a nőstény nemi feromonjának felismerését. A tudósok megállapították, hogy ez a receptor körülbelül 7 millió évvel ezelőtt jelenhetett meg, és nyolc aminosav áll a receptor-feromon kötődés hátterében. A PNAS folyóiratban május 8-án közzétett eredményeik iránymutatóak lehetnek a kártevő ellen irányuló biológiai védekezési stratégiák kidolgozásában.
Az egyiptomi gyapot levélféreg (Spodoptera littoralis) Franciaország egyik növényi kártevője. A Földközi-tenger medencéjének egész területén, valamint Afrikában és a Közel-Keleten is megtalálható. A molylepke lárvái rendkívül polifágok, és különféle növényfajokban (pl. kukorica, hüvelyesek, gyapot, paradicsom, paprika) okoznak kárt. A növényvédő szerek mennyiségének csökkentésére irányuló szélesebb körű erőfeszítések részeként fontos, hogy hatékony biológiai védekezési módszereket találjunk. Az ilyen stratégiák gyakran a szaporodás megzavarására és a molyok csapdába ejtésére épülnek, leggyakrabban feromonok használatával. A feromonok szintézise azonban költséges folyamat, így továbbra is elengedhetetlen, hogy más védekezési stratégiák is rendelkezésre álljanak. Ennek érdekében jobban meg kell ismernünk a lepke szaglóreceptorait.
Az említett kutatók 2019-ben azonosították az OR5-öt, az egyiptomi gyapot levélféreg szaglóreceptorát, amely felismeri a nőstény feromon keverékének fő vegyületét. Ebben az új tanulmányban a tudósok a receptor evolúciós pályáját vizsgálták a Spodopterán belül, hogy jobban karakterizálhassák a receptor funkcionalitását és specifikusságát. Kombinált megközelítést alkalmaztak, amelyben a laboratóriumban, számítógépes analízis segítségével feltámasztották az ősi receptorokat, és modellezték a receptorok 3D-szerkezetét. Így tudták megállapítani, hogy az OR5 körülbelül 7 millió évvel ezelőtt jelent meg. A kutatók az OR5 genetikai finomhangolásának feltárására helyhez kötött mutagenezist is alkalmaztak, amelynek segítségével azonosították azt a nyolc aminosavat (AA), melyek a receptor nagyfokú specifitása mögött állnak. Ez a felfedezés azért is különösen meglepő, mert a receptorok evolúciójával kapcsolatos korábbi kutatások szerint egy vagy két AA cseréje elegendő ahhoz, hogy az ökológiailag fontos receptorok funkcionalitása megváltozzon.
Tisztáznunk kell, hogy a szaglóreceptorok hogyan alakulnak ki és hogyan tesznek szert specifikusságra az evolúció során, ha előre akarjuk látni a feromon alapú növényvédő szerekkel szembeni rezisztencia kialakulását. Ez a kutatás a fenti célt szolgálja, és ezen túlmenően tisztázza az OR5, egy rendkívül jellegzetes receptor funkcióját, amely két Spodoptera faj – az egyiptomi gyapot levélféreg és a dohány vágóféreg (S. litura) – szaporodásához nélkülözhetetlen. Ez utóbbi főként Ázsiában fordul elő, és szintén polifág. A fentiekben részletezett felfedezések elősegítik olyan új biológiai növényvédelmi stratégiák kifejlesztését, amelyek olyan agonista molekulákra támaszkodnak, amelyek a receptorokat a kulcsfontosságú feromonvegyületet kizárva foglalják el, vagy olyan antagonista molekulákra, amelyek megakadályozzák, hogy a receptort a kulcsfontosságú feromonvegyület aktiválja.
