中紅側(cè)溝繭蜂氣味結(jié)合蛋白Mmed OBP8的氣味結(jié)合特征及行為反應(yīng)驗(yàn)證.pdf

1、昆蟲的觸角系統(tǒng)是一個(gè)高度特異和極其靈敏的化學(xué)探測(cè)器,觸角中相關(guān)的嗅覺蛋白可以識(shí)別環(huán)境中的特異性化學(xué)氣味分子,并依此引導(dǎo)昆蟲覓食、尋偶、定位寄主植物、庇護(hù)、選擇產(chǎn)卵場(chǎng)所等行為,嗅覺相關(guān)蛋白對(duì)于昆蟲與外界進(jìn)行信息交流具有重要意義。中紅側(cè)溝繭蜂是一種寄主范圍非常廣泛的內(nèi)寄生蜂,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,廣泛用于棉鈴蟲等鱗翅目害蟲的生物防治。在植物.植食性昆蟲.天敵的三級(jí)營(yíng)養(yǎng)鏈中,天敵昆蟲如何利用嗅覺系統(tǒng)準(zhǔn)確識(shí)別尋找到寄主昆蟲是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。本文以天敵昆

2、蟲中紅側(cè)溝繭蜂的嗅覺識(shí)別機(jī)制為切入點(diǎn),室內(nèi)室外試驗(yàn)相結(jié)合,從分子生物學(xué)和化學(xué)生態(tài)學(xué)角度對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂的嗅覺識(shí)別功能進(jìn)行了研究,主要研究結(jié)果如下:
　　 1.成功構(gòu)建中紅側(cè)溝繭蜂觸角cDNA文庫(kù),利用生物信息學(xué)技術(shù)比對(duì)分析后,鑒定獲得10個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因(OBPs)、1個(gè)化學(xué)感受蛋白(CSPs)基因和34個(gè)氣味受體基因(ORs)；
　　 2.運(yùn)用Real-time PCR技術(shù)研究了MmedOBP8基因(GenBank登錄

3、號(hào):JF738026)在中紅側(cè)溝繭蜂不同組織部位的表達(dá)譜。結(jié)果發(fā)現(xiàn),MmedOBP8主要在雌蟲觸角中表達(dá),在雌蟲觸角占56.8％,雄蟲觸角占18.6％,其余部位均較低。
　　 3.克隆、表達(dá)和純化MmedOBP8,得到不含His標(biāo)簽的高純度MmedOBP8重組蛋白。以1-NPN為熒光探針,通過熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合試驗(yàn),解析了MmedOBP8重組蛋白與100種氣味分子的結(jié)合能力。結(jié)果顯示,MmedOBP8的結(jié)合譜較廣,能夠結(jié)合多數(shù)參試氣味

4、分子。其中癸烷、壬烷、十一醛、乙酸乙酯、辛酸乙酯、2一十一烷酮、1-壬醇、金合歡醇、丁酸已酯、正辛烷、丁酸反-2-己烯酯、2-葵酮、2-壬酮、金合歡烯、羅勒烯、α-水芹烯、橙花叔醇與MmedOBP8的結(jié)合常數(shù)均在10μM以下,結(jié)合能力較強(qiáng)；
　　 4.采用同源建模的方法預(yù)測(cè)了MmedOBP8的三維結(jié)構(gòu)并對(duì)結(jié)合位點(diǎn)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。結(jié)果顯示,MmedOBP8的三維結(jié)構(gòu)中大部分為疏水性氨基酸,但同時(shí)在其結(jié)合口袋內(nèi)部存在6個(gè)親水性氨基酸Gi

5、n3,His7,Asp45,Glu63,Gln65,Glu111；
　　 5.室內(nèi)采用“y”型嗅覺儀測(cè)定中紅側(cè)溝繭蜂成蟲對(duì)60種不同的植物揮發(fā)物趨性行為反應(yīng)。結(jié)果顯示,中紅側(cè)溝繭蜂趨向于選擇脂肪族化合物,其次是萜類化合物,對(duì)芳香族化合物反應(yīng)較弱。其中對(duì)(Z)-3-己烯乙酸酯、β-紫羅蘭酮、2-十一烷酮、己醛、正辛醇、羅勒烯、橙花叔醇和香葉醇等氣味的選擇性最高,選擇率分別為80.7％、73.2％、70.9％、69.6％、67.8％

6、、74.1％、71.2％、67.9％,與對(duì)照相比差異極顯著(P<0.01)；
　　 6.將熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果與室內(nèi)行為反應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合,篩選出(Z)-3-己烯乙酸酯、β-紫羅蘭酮、2-十一烷酮、1,4-二甲基苯、羅勒烯和橙花叔醇等氣味分子分別制成誘芯進(jìn)行了田間罩籠誘集試驗(yàn)。結(jié)果顯示,中紅側(cè)溝繭蜂對(duì)羅勒烯和(Z)-3.己烯乙酸酯的選擇性最高,校正選擇率分別為18.6％和14％,顯著高于與其它化合物,6種化合物田間條件下對(duì)中紅側(cè)