王满囷(华中农业大学)
1.主要研究方向及内容
主要从事昆虫嗅觉感受机制、昆虫与植物互作、昆虫行为生态与适应进化、昆虫系统进化等方面的研究。团队以农林重要害虫为研究对象,重点研究植物-土壤-微生物-重要病原/害虫互作关系及生态调控机制,解析作物抵御多种生物与非生物逆境的分子机制,探索昆虫嗅觉感受的分子机制,发展有害生物生态调控技术。
2.代表性成果
创新并建立了昆虫信息化学物质分离、鉴定体系,提出了多级营养之间互作时间动态作用的学术观点
灵敏的嗅觉对于昆虫适应环境和种群繁衍具有重要的生物学意义,信息素已经成为害虫化学生态和控制技术的热点,但鞘翅目特别是蛀干性害虫天牛类信息化学物质的分离、鉴定一直是个难点。在对杨树重要害虫云斑天牛信息化学物的分离、鉴定中,我们发现,当挥发物被吸附在吸附剂上时,按照传统的方法,以单一的溶剂(二氯甲烷或正己烷或两者混合)来对信息素进行洗脱时,所获得的化合物并不能够涵盖信息素所有的组分,进而导致了所鉴定的信息素活性并不是很好。该团队在此基础上,增加了用极性强的溶剂(甲醇)再次淋洗吸附剂的步骤,可将极性强且对天牛具有活性的组分成功洗脱下来。同时,在组分鉴定时,引进了包括GC、LC的多重手段,对有些基团位置的确定引入了硅烷化的方法。利用所建立的体系,对包括云斑天牛在内的多个害虫信息化学物质进行了分离、鉴定。研究结果不仅为蛀干性害虫防治提供了重要的理论基础和技术支持,同时也为利用其他害虫信息化学物质的分离、鉴定提供了理想的案例。
以稻田常见病害水稻白叶枯病及水稻-褐飞虱-天敌为研究系统,探明了水稻感染白叶枯病后,对褐飞虱的取食、寄主定位及天敌的行为产生了显著影响,且病害影响效应与白叶枯病对水稻侵染的时间相关;揭示了水稻感染白叶枯病不同时间后,可导致包括α-蒎烯等8种水稻挥发物显著高于健康水稻和自身营养条件(主要是游离氨基酸的含量)发生改变,感病还导致褐飞虱取食诱导水稻产生的挥发物种类和含量发生改变,进而导致其天敌行为的发生改变。该研究的创新性在于证明了植物感病不同时间维度上对生态系统之间信息化学联系有明显影响,提出的多营养级之间互作时间动态作用的学术观点,为更好地分离、鉴定昆虫在复杂生态系统中的信息化学物质,发展有效的行为调节剂奠定了重要理论基础。
此外,该团队还发展了昆虫气味结合蛋白调节理论,提出了气味结合蛋白在昆虫嗅觉识别过程中存在“嗅觉补偿”效应的学术观点(图14),以及提出了气味物质分子大小、化学键等多种因素共同决定了OBPs与气味物质结合特性,蛋白质N端参与OBPs与配基的结合与释放过程的学术观点。

图14 “嗅觉补偿”模式图(Sun et al.,2016)
3.代表性论文(https://www.daowen.com)
Aneela Younas,Muhammad Irfan Waris,Muhammad Shaaban,Muhammad Tahir ul Qamar,Man-Qun Wang.Appraisal of MsepCSP14 for chemosensory functions in Mythimna separate.Insect Science,2021.https://doi.org/10.1111/1744-7917.12909.
Muhammad Irfan Waris,Aneela Younas,Asif Ameen,Fatima Rasool & Man-Qun Wang.Expression Profiles and Biochemical Analysis of Chemosensory Protein 3 from Nilaparvata lugens (Hemiptera:Delphacidae).Journal of Chemical Ecology,2020,46,363-377.
Ze Sun,Tao Fan,Jin-Hua Shi,Chao Wang,Huanan Jin,Caroline Ngichop Foba & Man-Qun Wang.The control of the brown planthopper by the rice Bph14 gene is affected by nitrogen.Pest Management Science,2020,76:3 649-3 656.
Jin-Hua Shi,Ze Sun,Xin-Jun Hu,Huanan Jin,Caroline Ngichop Foba,Hao Liu,Chao Wang,Le Liu,Feng-Feng Li,Man-Qun Wang.Rice defense responses are induced upon leaf rolling by an insect herbivore.BMC Plant Biology,2019,19:514 (2019).
Shuang-Gang Duan,Dong-Zhen Li,Man-Qun Wang.Chemosensory proteins used as target for screening behaviourally active compounds in the rice pest Cnaphalocrocis medinalis (Lepidoptera:Pyralidae).Insect Molecular Biology,2019,28(1):123-135.
Shuang-Feng Sun,Fang-Fang Zeng,Shan-Cheng Yi,Man-Qun Wang.Molecular screening of behaviorally active compounds with CmedOBP14 from the rice leaf folder Cnaphalocrocis medinalis.Journal of Chemical Ecology,2019,45:849-857.
Feng-Feng Zeng,Hao Liu,Aijun Zhang,Zhong-Xian Lu,Walter Leal,Hazem Abdelnabby,Man-Qun Wang.Three chemosensory proteins from the rice leaf folder Cnaphalocrocis medinalis involved in host volatile and sex pheromone reception.Insect Molecular Biology,2018,27(6),710-723.
Dong-Zhen Li,Rui-Nan Yang,Guangqiang Yu,Shan-Cheng Yi,Yinan Zhang,De-Xin Kong,Man-Qun Wang.Structural Transformation Detection Contributes to Screening of Behaviorally Active Compounds:Dynamic Binding Process Analysis of DhelOBP21 from Dastarcus helophoroides.Journal of Chemical Ecology,2017:43:1 033-1 045.
Shi-Yu Yi,Dong-Zhen Li,Chang-Xiang Zhou,Yan-Long Tang,Hazem Abdelnabby,Man-Qun Wang.Screening behaviorally active compounds based on a fluorescence quenching and binding mechanism analyses of SspOBP7,an odorant binding protein from Sclerodermus sp.International Journal of Biological Macromolecules,2017,107(Pt B):2 667-2 678.
Xiao Sun,Fang-Fang Zeng,Miao-Jun Yan,Aijun Zhang,Zhong-Xian Lu,Man-Qun Wang.Interactions of two odorant-binding proteins influence insect chemoreception.Insect Molecular Biology,2016,25(6),712-723.