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)驗證.pdf

1、昆蟲的觸角系統(tǒng)是一個高度特異和極其靈敏的化學探測器,觸角中相關(guān)的嗅覺蛋白可以識別環(huán)境中的特異性化學氣味分子,并依此引導昆蟲覓食、尋偶、定位寄主植物、庇護、選擇產(chǎn)卵場所等行為,嗅覺相關(guān)蛋白對于昆蟲與外界進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.天敵的三級營養(yǎng)鏈中,天敵昆蟲如何利用嗅覺系統(tǒng)準確識別尋找到寄主昆蟲是一個重要的環(huán)節(jié)。本文以天敵昆

2、蟲中紅側(cè)溝繭蜂的嗅覺識別機制為切入點,室內(nèi)室外試驗相結(jié)合,從分子生物學和化學生態(tài)學角度對中紅側(cè)溝繭蜂的嗅覺識別功能進行了研究,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,利用生物信息學技術(shù)比對分析后,鑒定獲得10個氣味結(jié)合蛋白基因(OBPs)、1個化學感受蛋白(CSPs)基因和34個氣味受體基因(ORs)；
　　 2.運用Real-time PCR技術(shù)研究了MmedOBP8基因(GenBank登錄

3、號:JF738026)在中紅側(cè)溝繭蜂不同組織部位的表達譜。結(jié)果發(fā)現(xiàn),MmedOBP8主要在雌蟲觸角中表達,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、表達和純化MmedOBP8,得到不含His標簽的高純度MmedOBP8重組蛋白。以1-NPN為熒光探針,通過熒光競爭結(jié)合試驗,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；
　　 4.采用同源建模的方法預(yù)測了MmedOBP8的三維結(jié)構(gòu)并對結(jié)合位點進行了預(yù)測。結(jié)果顯示,MmedOBP8的三維結(jié)構(gòu)中大部分為疏水性氨基酸,但同時在其結(jié)合口袋內(nèi)部存在6個親水性氨基酸Gi

5、n3,His7,Asp45,Glu63,Gln65,Glu111；
　　 5.室內(nèi)采用“y”型嗅覺儀測定中紅側(cè)溝繭蜂成蟲對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,對芳香族化合物反應(yīng)較弱。其中對(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％,與對照相比差異極顯著(P<0.01)；
　　 6.將熒光競爭結(jié)合試驗結(jié)果與室內(nèi)行為反應(yīng)試驗結(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行了田間罩籠誘集試驗。結(jié)果顯示,中紅側(cè)溝繭蜂對羅勒烯和(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中紅側(cè)