體色對于自然界中的生物具有重要的意義，起到了擬態(tài)、保護、警戒等作用。昆蟲的體色也存在遺傳性和可塑性，造就了千姿萬態(tài)的昆蟲世界。褐飛虱是我國和許多亞洲國家當前水稻上的首要害蟲，這種昆蟲通常蟲體體色為黃褐色，但也經常會出現黑色個體，在維持其多樣性和生態(tài)適應性方面可能起著重要作用。

近日，浙江大學農學院的張傳溪教授和生科院周耐明教授團隊揭示了，一種名為elevenin的神經肽，在褐飛虱體色可塑性發(fā)育中發(fā)揮關鍵作用，是褐飛虱體壁黑化的抑制因子。

這項研究發(fā)現刊登在著名雜志《美國實驗生物學學會聯合會會刊》（FASEB Journal），論文第一作者為浙江大學農學院博士生王斯亮和王偉偉，通訊作者分別是農學院的張傳溪教授和生科院的周耐明教授。

最早國外科學家在軟體動物海兔的腹神經節(jié)的L11神經元中首次發(fā)現編碼Elevenin神經肽的基因的存在，目前elevenin在軟體動物（蝸牛等）、環(huán)節(jié)動物（沙蠶等）、節(jié)肢動物（鰲蝦、昆蟲等）中均有發(fā)現，但是有關的功能研究非常少。

研究人員對褐飛虱的elevenin基因進行敲減，發(fā)現若蟲會全部發(fā)育為黑色個體，而用人工合成了elevenin成熟肽注射后，下一齡體色又會由黑色恢復為黃褐色；對自然狀態(tài)黑色個體注射合成肽，同樣能使其發(fā)育為黃褐色個體。“一正一反”兩條驗證途徑，證明了elevenin是褐飛虱體壁黑化的抑制因子, 是褐飛虱的“美白素神經肽”。

目前科研人員，對褐飛虱為什么會存在體色偏黑的個體還無法解釋。但是黑色通常是生物界的重要隱蔽色，就好像人們會穿黑色的“夜行衣”來隱藏自己。昆蟲會通過使自己的體色與周圍環(huán)境相近，從而躲避天敵，保護自己，比如綠色的毛毛蟲隱藏在綠葉中。在自然界中，光線照射產生的陰影廣泛存在，而黑色的個體可能更容易隱藏在陰影中保護自己。

其次，從黑色的物理特性考慮，可能具有增加熱量吸收的作用。在一些蛾類中，人們發(fā)現顏色偏黑的蛹，具有較高的體溫。在寒冷的環(huán)境中，黑色可能有助于昆蟲增加對外界熱量的吸收，維持新陳代謝等生命活動。

深入研究發(fā)現，elevenin對體色的調控是通過與體壁細胞上特異性受體G蛋白偶聯受體NlA42結合, 再與細胞內Gq和Gs蛋白偶聯，激活下游PLC/Ca2+/PKC信號通路和AC/cAMP/PKA信號通路，進一步調控酪氨酸黑色素合成通路，從而最后使體色發(fā)生變化的。

王斯亮在接受采訪時說，本研究以褐飛虱為例，揭示了神經肽對昆蟲體色調控的分子機制，為內分泌調控體色可塑性提供了一個典型的例子，為后來的研究提供參考。

該研究得到了國家自然科學基金重點項目資助。

（柯溢能）

論文鏈接：https://www.fasebj.org/doi/abs/10.1096/fj.201802786RR