番茄潜叶蛾“晨飞-交配”节律行为及其性信息素调控机制揭示

近日，中国农科院植保所农业入侵生物预防与监控创新团队在《New Plant Protection》期刊上发表了题为“Rhythmic biosynthesis of sex pheromone modulates the calling and mating behaviors of Tuta absoluta (Lepidoptera: Gelechiidae)”的研究论文。该研究系统揭示了全球重大入侵害虫番茄潜叶蛾（Tuta absoluta）独特的“晨飞-交配”行为节律及其背后的性信息素调控机制，为优化该害虫的绿色防控技术、提升防治效率提供了新的科学视角和关键数据支持。

番茄潜叶蛾是为害番茄等茄科作物的世界性毁灭性害虫，严重危害时可造成高达80%-100%的产量损失。近年来，利用性信息素进行诱捕或干扰交配已成为其绿色防控的重要手段。然而，由于对其求偶交配行为节律的认识不足，信息素产品在田间应用的时间窗口不明确，严重影响了该类产品的诱捕效率和经济效益。精准把握其求偶-交配行为的时间窗口及其背后的性信息素合成释放规律，是优化防控策略、降低防治成本的关键。

该研究通过室内行为观察，首次详细解析了番茄潜叶蛾雌雄蛾从静息到交配后休整的“六步走”行为模式，即：（1）静息、（2）晨飞准备、（3）晨飞、（4）求偶、（5）交配和（6）交配结束。研究明确指出，番茄潜叶蛾的求偶交配活动具有严格的昼夜节律，主要集中在清晨日出后的短暂时间内。在实验室条件下，其交配高峰期出现在光照开始后的第一个小时（05:30-06:30）。这一节律性行为不受雌雄虫前一天放置时间的影响，表现出其受内在生物钟调控的特性。

为了验证实验室观察结果，研究团队进一步开展了田间温室诱捕试验。结果显示，田间雄蛾的被诱捕高峰出现在日出后1-2小时内（06:30-07:30），与实验室观察到的交配节律高度吻合，证实了其“晨飞-交配”行为在自然环境下的稳定性。此外，研究还发现，种群密度过高会显著降低交配成功率，这可能与高浓度性信息素干扰雄蛾定位有关。

进一步，研究团队通过测定雌蛾体内两种关键性信息素组分（主组分TDTA和次组分TDDA）在24小时内的含量变化，揭示了其行为节律的化学基础。结果表明，性信息素的合成与释放节律同其求偶交配行为高度同步：信息素在“晨飞-交配”行为发生前达到峰值，并在行为期间迅速释放，导致含量锐减。这一发现证实了番茄潜叶蛾的节律性求偶交配行为是由性信息素的节律性生物合成与释放精确调控的。

番茄潜叶蛾成虫的"晨飞-交配"行为模式

该研究首次系统阐明了番茄潜叶蛾“晨飞-交配”的行为节律及其由性信息素介导的内在机制，为精准施用信息素产品提供了明确的时间窗口。研究成果对于优化信息素迷向或诱杀技术具有重要的实践指导意义：通过在交配高峰期前（如凌晨）精准定时释放信息素，有望以更低的成本实现更优的防控效果，为实现番茄潜叶蛾的高效、经济、绿色防控开辟了新路径。

植保所与云南农业大学联合培养的硕士生罗明磊（已毕业）和植保所在读硕士生黄亮为论文的共同第一作者，黄聪副研究员和张毅波研究员为通讯作者。植保所万方浩研究员、张桂芬研究员，云南农业大学桂富荣教授、西班牙加泰罗尼亚农业技术研究院（IRTA）Arnó Judit研究员、云南大学韩鹏教授参与了本研究的部分工作。本研究得到了国家重点研发计划（2022YFC2601000）、中欧地平线项目（101060430）和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（S2025XM32）的资助。