多巴胺调节Spodoptera litura幼虫中与密度相关的行为相变

《Journal of Integrative Agriculture》：Dopamine modulates density-dependent behavioral phase transition in Spodoptera litura larvae

　　

梁文|金婷婷|袁慧婷|兰敏婷|刘斌尧|张卓颖|胡启豪|饶向军|于晓强

安徽省农业大学植物保护学院作物害虫综合治理重点实验室/教育部农产品质量与生物安全重点实验室（安徽农业大学），中国合肥230036

摘要

行为可塑性是动物应对环境刺激的一种基本适应策略。玉米螟（Spodoptera litura）是一种主要的农业害虫，其对种群密度的响应表现出明显的表型可塑性。然而，其背后的神经生物学分子机制至今仍不清楚。本研究证明，多巴胺信号在介导玉米螟幼虫的密度依赖性行为转变中起着核心作用。群居生活的玉米螟幼虫表现出头部逐渐黑色素化的现象，同时多巴胺合成基因和受体信号基因（Slpale、SlDdc和SlDop2）的表达上调。神经解剖学分析显示，群居幼虫的多巴胺能神经元数量增加，大脑中的多巴胺水平升高，这与它们更强的运动活性相关。双向药理学实验证实了多巴胺在调节头部黑色素化和行为转变中的因果作用：向独居幼虫补充L-多巴或多巴胺可促使它们表现出黑色素化和群居行为；而抑制群居幼虫的多巴胺合成（通过AMPT）或多巴胺受体信号传导（通过raclopride）则使其恢复独居特征。因此，我们的研究揭示了多巴胺信号如何调控玉米螟幼虫的类社会行为可塑性。这些发现为理解害虫爆发的密度依赖性转变提供了神经生物学基础，为害虫综合治理提供了潜在的靶点。