褐飛虱對水稻揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)及其氣味結(jié)合蛋白基因的克隆.pdf

1、褐飛虱Nilaparvata lugens(Stal)，屬于同翅目Homoptera，飛虱科Delphacidae，是我國及亞洲其它稻區(qū)的主要害蟲。由于褐飛虱成、若蟲喜陰濕環(huán)境，常群集于稻叢基部，且隨其抗藥性不斷增強(qiáng)，給傳統(tǒng)的化學(xué)防治方法帶來一定的困難。隨著化學(xué)生態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，同時從昆蟲嗅覺的行為反應(yīng)和分子機(jī)制研究植食性昆蟲與寄主植物之間相互關(guān)系，已經(jīng)成為研究昆蟲嗅覺機(jī)理、生物防治策略的新途徑。目前關(guān)于褐飛虱對水稻揮發(fā)物電生理

2、行為反應(yīng)及其嗅覺感受蛋白的研究還很少。因此，本研究擬通過測定褐飛虱對水稻揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)，篩選對褐飛虱具有電生理活性的物質(zhì)；同時構(gòu)建褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組文庫，克隆氣味結(jié)合蛋白基因，以期為進(jìn)一步篩選對褐飛虱具有行為活性的水稻揮發(fā)物及探索其嗅覺機(jī)理提供參考依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1褐飛虱對水稻揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)
　　 利用觸角電位儀測定了不同羽化蟲齡、蟲態(tài)的褐飛虱對8類共35種水稻揮發(fā)物的EAG反應(yīng)。結(jié)果表明：褐飛

3、虱對濃度為10μg/μl的水稻揮發(fā)物的EAG反應(yīng)平均值為4-8mV，羽化1d、羽化5d(未交配)和羽化5d(已交配)的褐飛虱長翅雌蟲、長翅雄蟲、短翅雌蟲和短翅雄蟲對8類共35種水稻揮發(fā)物的EAG反應(yīng)強(qiáng)度不同，但是在P<0.05水平上，大部分rEAG之間無顯著性差異。褐飛虱對不同類別化合物的EAG反應(yīng)也無顯著性差異。
　　 2褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組信息分析
　　 剪取褐飛虱各齡若蟲及成蟲的觸角，構(gòu)建了褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組文庫，并對其

4、中的EST進(jìn)行了初步分析。結(jié)果表明，褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組文庫中共含有70239條Unigenes。通過對褐飛虱觸角所有的Unigenes進(jìn)行GO分類統(tǒng)計(jì)，有60686條Unigenes屬于生物學(xué)過程、細(xì)胞組分和分子功能3個過程，占到Unigenes總數(shù)的86.4%。通過KEGG注釋信息分析，獲得注釋到功能的褐飛虱觸角的Unigenes有11785條(占16.8%)，涉及219類代謝通路(metabolism pathway)。其中，包含有可

5、能與褐飛虱觸角相關(guān)的刺激神經(jīng)配體-受體互作通道、趨化因子信號通路等。褐飛虱觸角Unigenes與COG數(shù)據(jù)庫比對，預(yù)測Unigenes可能的功能并做功能分類統(tǒng)計(jì)，共有13629條Unigenes比對到功能，占整個Unigenes的19.4%。
　　 3褐飛虱氣味結(jié)合蛋白基因的克隆
　　 從褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組文庫中選取兩個氣味結(jié)合蛋白基因片段NlugOBP4和NlugOBP5，克隆并獲得全長序列?；騈lugOBP4核苷酸序

6、列可讀框全長591bp，編碼194個氨基酸殘基；NlugOBP5核苷酸序列可讀框全長426bp，編碼141個氨基酸殘基。兩個褐飛虱OBP基因均含有6個半胱氨酸的保守位點(diǎn)和24個氨基酸的信號肽序列，具有昆蟲氣味結(jié)合蛋白的典型特征。通過對褐飛虱NlugOBP4和NlugOBP5編碼的氨基酸與已報(bào)道的其它昆蟲的29個OBP的同源性分析發(fā)現(xiàn)，NlugOBP4與其它昆蟲的OBP同源性均較低。NlugOBP5與灰飛虱的LstrOBP1和LstrOB