蝗蟲化學(xué)感器的細(xì)微結(jié)構(gòu)及氣味分子結(jié)合蛋白的表達(dá).pdf

1、為了研究東亞飛蝗Locustamigratoriamanilensis觸角、下唇須、氣味分子結(jié)合蛋白(odorant-bindingprotein，OBP)以及化學(xué)感受蛋白(chemosensoryproteins，CSPs)的功能，我們利用光學(xué)顯微鏡、掃描和透射電子顯微鏡觀察了兩種感覺器官化學(xué)感器的分布與細(xì)微結(jié)構(gòu)；采用分子生物學(xué)和免疫細(xì)胞化學(xué)方法研究了東亞飛蝗和沙漠蝗Schistocercagregaria的一大類與化學(xué)感受相關(guān)的可溶

2、性結(jié)合蛋白——OBP和CSPs在感覺器官中表達(dá)與分布；并且記錄了觸角和下唇須的電生理反應(yīng)。主要結(jié)果如下： Ⅰ.化學(xué)感器的細(xì)微結(jié)構(gòu)飛蝗觸角上有4種類型的化學(xué)感器，分別是錐形感器、毛形感器、腔錐形感器和刺形感器。錐形感器的單表皮壁較薄，壁上多孔。毛形感器單壁，壁孔相對較少。腔錐形感器位于觸角表面下的凹陷中，感器表皮形成縱脊，雙表皮壁，有輪輻狀的孔穿過。刺形感器壁厚無孔，僅在感覺毛頂端有大的單孔。 下唇須第四節(jié)(末節(jié))頂端具有

3、一個(gè)半球形的感受區(qū)域，其上分布的主要是刺形感器(約占98％)和幾個(gè)錐形感器(約占2％)。刺形感器又被分為3個(gè)亞型，分別含有6個(gè)、7個(gè)和10個(gè)神經(jīng)元。 Ⅱ.氣味分子結(jié)合蛋白的表達(dá)克隆測序得到沙漠蝗一條新CSP序列——SgreCSP-Ⅲ，與蝗蟲其它CSPs序列相似性較低。在熒光結(jié)合試驗(yàn)中顯示出與N-苯基萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine，1-NPN)親和性較強(qiáng)。 免疫細(xì)胞化學(xué)實(shí)驗(yàn)顯示，OBP表達(dá)在觸角的毛

4、形和錐形感器以及下唇須的錐形感器淋巴液中，而CSP-Ⅰ，Ⅱ和Ⅲ表達(dá)在刺形感器的外淋巴腔以及觸角表皮和上皮細(xì)胞之間的間隔中。與觸角相同，跗節(jié)的刺形感器也有CSP-Ⅰ的表達(dá)。下唇須3種亞型的刺形感器都表達(dá)CSP-Ⅰ，然而它們不表達(dá)CSP-Ⅱ。 Ⅲ.電生理學(xué)記錄在來源于東亞飛蝗糞便揮發(fā)物成分的5種人工合成化合物中，2-己烯醛、2-庚酮和環(huán)己醇能引起相對較強(qiáng)的觸角反應(yīng)。觸角對于各種刺激具有不同的反應(yīng)模式。觸角對于己醛的敏感度適中。壬醛幾

5、乎不能刺激觸角產(chǎn)生反應(yīng)。觸角對麥苗汁液的揮發(fā)性刺激幾乎沒有反應(yīng)。5種化合物和麥苗汁液揮發(fā)物都不能引起下唇須任何明顯的反應(yīng)。 我們綜合使用結(jié)構(gòu)學(xué)、分子生物學(xué)、免疫細(xì)胞化學(xué)和電生理學(xué)的方法研究蝗蟲感覺器官的化學(xué)感受功能。觸角和下唇須化學(xué)感器的不同結(jié)構(gòu)顯示它們的生理功能有一定差異，電生理研究結(jié)果也支持了這樣的區(qū)別。免疫定位表明OBP應(yīng)該與嗅覺感受有關(guān)，而CSPs的功能還不清楚。錐形和毛形感器是典型的嗅覺感器。下唇須也分布有少量的錐形感