大草蛉5個化感蛋白基因的組織表達譜及配體結合能力分析.pdf

1、昆蟲在漫長的進化中，形成了高度靈敏的嗅覺感知系統，并以此來感受環(huán)境中的各種化學物質，從而做出相應的生理或行為反應，如取食、交配、尋找適宜的產卵地點等。在昆蟲嗅覺感受過程中，化學感受蛋白（Chemosensory protein，CSP）和氣味結合蛋白（Odorant binding protein，OBP）具有類似的功能，即結合和運載氣味分子穿過感器淋巴液到達氣味受體(Odorant receptor，OR)。大草蛉Chrysopa p

2、allens(Rambur)，是棉花等多種農作物田間的重要捕食性天敵昆蟲，其捕食對象包括蚜蟲、葉螨、蚧殼蟲和薊馬等，在害蟲的生物防治中具有重要作用。研究天敵昆蟲的嗅覺機制，對于篩選高效的天敵引誘物質及開發(fā)基于嗅覺調控的天敵高效利用新策略具有重要意義，但有關大草蛉嗅覺基因的研究卻較少。本文采用RT-qPCR、原核表達、熒光競爭結合實驗、觸角電位技術及Y型嗅覺儀，對大草蛉的5個CSP基因進行了克隆及功能探討。主要結果如下:
　　1、大

3、草蛉化學感受蛋白基因的克隆、序列分析及組織表達譜研究
　　對通過轉錄組數據分析得到的5個CSP可能序列CpalCSP3、CpalCSP4、Cpal CSP14、Cpal CSP15、CpalCSP16，經PCR克隆驗證后進行序列分析，結果顯示，這5個CSP均具有典型CSP的序列特征，包括4個保守的半胱氨酸位點及其特定排列模式C-X6-C-X18-C-X2-C;進化分析表明5個CSP主要形成兩大分支。進一步對這5個CpalCSP基因

4、進行RT-qPCR分析，發(fā)現CpalCSP3主要在雌雄成蟲頭部高表達;CpalCSP4、CpalCSP14、CpalCSP16則在觸角中高表達或特異表達;CpalCSP15在觸角和頭部均有較高表達。就觸角中的表達量而言，CpalCSP14顯著高于其余4個基因。CpalCSP基因在觸角或頭部高表達，暗示它們可能在大草蛉的嗅覺或味覺中起作用，并且以CpalCSP14在嗅覺中的作用最為重要。
　　2、大革蛉化學感受蛋白的原核表達及與氣味

5、物質的結合能力分析
　　采用原核表達和親和層析純化技術得到CpalCSP3、CpalCSP4、CpalCSP14、CpalCSP15和CpalCSP16重組蛋白。進一步利用熒光競爭結合實驗，測定了5個CpalCSP對85種不同氣味物質的結合能力。結果表明，CpalCSP3與橙花叔醇、(+)-雪松醇和β-紫羅蘭酮具有很強的結合能力，Ki值為8.79-9.79肛M;與根皮苷、月桂醛、乙酸香葉酯和α-蒎烯也有較強的結合能力，Ki值為11

6、.54-19.06μM。CpalCSP14與醛類、脂類、萜烯類物質均有較高的結合能力（Ki＜20μM）;與己酸葉醇酯和乙酸苯乙酯具有極強的結合能力，Ki值為0.74-1.12μM。其他3個CSP(CaplCSP4、CaplCSP15、CaplCSP16)與配基的結合能力相對較弱。分析認為，CpalCSP3和CpalCSP14可能參與相應氣味物質的結合與運輸，在大草蛉對這些氣味的嗅覺感受中起作用。
　　3、大草蛉成蟲對幾種信息化合物

7、的觸角電位及行為反應測定
　　根據結合實驗的測定結果，選取其中與CpalCSP具有較強結合能力的23種配體進行了觸角電位反應測定。結果表明，大草蛉雄蟲對于癸醛、己醛、苯乙醛、β-紫羅蘭酮、橙花叔醇、苯甲酸乙酯、月桂醛及香葉醇具有較高的EAG反應相對值(EAG＞1);大草蛉雌蟲對于癸醛、己醛、苯乙醛、己酸葉醇酯、月桂醛、苯甲酸乙酯、β-紫羅蘭酮、苯乙醇、苯甲醇及3-己烯醛具有較高的EAG反應相對值(EAG＞1)。進一步利用Y型嗅覺儀