해충 코튼볼웜의 유충과 성충 단계에서 서로 다른 자당 수용체 사용

Core Concepts

코튼볼웜 유충과 성충은 서로 다른 자당 수용체 Gr10과 Gr6를 사용하여 자당을 감지하고 섭식 행동을 조절한다.

Abstract

이 연구는 코튼볼웜 유충과 성충의 자당 감지 메커니즘의 분자적 기반을 밝혔다.
유충 단계에서는 Gr10 수용체가 자당에 특이적으로 반응하여 낮은 농도의 자당을 감지하는 데 중요한 역할을 한다. 반면 성충 단계에서는 Gr6 수용체가 자당, 퓨코스, 과당 등 다양한 당류에 반응하여 높은 농도의 당을 감지하는 데 주로 사용된다.
이러한 차이는 유충과 성충의 먹이 선호도와 섭식 행동의 차이를 반영한다. 유충은 주로 잎, 꽃봉오리, 과일 등의 식물 조직을 섭식하는데, 이들 조직에는 상대적으로 낮은 농도의 자당이 존재한다. 반면 성충은 주로 꽃 nectar를 섭식하는데, 이에는 높은 농도의 자당, 과당, 포도당 등이 포함되어 있다.
Gr10과 Gr6의 발현 패턴과 기능적 특성의 차이는 코튼볼웜이 유충과 성충 단계에서 서로 다른 당 성분의 식이를 선호하고 감지하는 것을 가능하게 한다. 이는 해충과 식물 간의 공진화 과정에서 진화적으로 유리한 적응 전략으로 볼 수 있다.

Stats

유충 측방 감각기에서 Gr10 돌연변이체의 자당 반응 세기는 야생형의 40%, 20%, 28%에 불과했다.
성충 촉각, 족부, 혀 감각기에서 Gr6 돌연변이체의 자당, 퓨코스, 과당 반응 세기는 야생형의 32%, 9%, 22%, 11%, 29%에 불과했다.

Quotes

"유충 단계에서는 Gr10 수용체가 자당에 특이적으로 반응하여 낮은 농도의 자당을 감지하는 데 중요한 역할을 한다."
"성충 단계에서는 Gr6 수용체가 자당, 퓨코스, 과당 등 다양한 당류에 반응하여 높은 농도의 당을 감지하는 데 주로 사용된다."

Key Insights Distilled From

The larva and adult of Helicoverpa armigera use differential gustatory receptors to sense sugars

by Zhang,S.-S.,... at www.biorxiv.org 09-21-2023

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.19.558417v2

Deeper Inquiries

코튼볼웜 이외의 나비목 해충에서도 유충과 성충의 당 수용체 기능 차이가 관찰될까?

다른 나비목 해충에서도 유충과 성충 간의 당 수용체 기능 차이가 관찰될 수 있습니다. 이는 해충의 생활사이클과 식이 요구량에 따라 다를 수 있습니다. 유충은 주로 식물의 어린 잎, 꽃봉오리 및 과일을 먹으며, 성충은 주로 식물 꽃의 꿀을 먹습니다. 이러한 다른 식이 요구량과 식물 부위에 따라 유충과 성충이 다른 종류와 양의 당을 탐지해야 할 필요가 있기 때문에 당 수용체 기능 차이가 나타날 수 있습니다.