草地螟普通气味结合蛋白I(Lsti-GOBP1)蛋白表达纯化及结合特性分析

气味结合蛋白在昆虫对寄主挥发性气味识别过程中有着重要的生理功能.本研究通过对草地螟Loxostege sticticalis L.普通气味结合蛋白I(Lsti-GOBP1)进行克隆及原核表达的基础上,分离纯化得到体外重组的Lsti-GOBP1 蛋白.并利用N-苯基-1-萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)作为荧光探针研究了Lsti-GOBP1蛋白与醇类、醛类、酯、烯等50种气味标样的结合特性,结果表明Lsti-GOBP1可与其中35种气味化合物结合,但只有1-己醇、1-庚醇、肉桂醛和莰烯4种气味标样能在20 mol/L浓度(探针与蛋白结合的饱和浓度值)下将1-NPN从Lsti-GOBP1中替换50%,其结合常数分别为8.997,7.283,7.289和9.814 mol/L.据此可以得出,Lsti-GOBP1蛋白的气味物质结合谱很广,同时具有较强的特异性,其中1-己醇、1-庚醇、肉桂醛、莰烯等化合物在草地螟识别寄主植物气味物质的过程中起重要作用.     

雄性大熊猫对化学信息行为反应的年龄差异

化学通讯对哺乳动物的生存和繁殖起着重要作用。研究了雄性大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)对同伴个体尿液气味行为反应的发育模式。结果显示,在成年雌性个体的尿液气味刺激下,雄性个体表现显著多的嗅闻行为和嗅闻/舔舐环境行为,但是嘶咬气味刺激物的行为明显减少。在雌性个体的尿液气味刺激下,不同年龄段的雄性个体行为表现不同,成年雄性个体表现较亚成年和幼年个体显著多的舔舐行为。此外,成年个体和亚成年个体均表现较多的嗅闻/舔舐环境行为,而幼年个体则无该行为表现。幼年个体较成年和亚成年个体表现显著多的气味涂抹行为,而且嘶咬气味刺激物的时间较亚成年个体显著多。幼年个体和亚成年个体对雌性和雄性个体尿液气味刺激的行为反应不存在显著差异。研究结果表明,雄性大熊猫对同种个体尿液中化学信息的行为反应呈现出年龄差异。     

桃小食心虫成虫期高表达气味结合蛋白基因的克隆与表达谱分析

【目的】桃小食心虫Carposina sasakii是我国北方落叶果树的重要蛀果害虫,一旦幼虫蛀入果内,便会对果实的品质产生影响。成虫期是控制此害虫发生为害的关键时期。气味结合蛋白(odorant binding protein, OBP)作为昆虫嗅觉感受系统中与气味分子结合的重要气味运转蛋白,在成虫寄主植物定位及交配行为中具有重要作用。本研究对桃小食心虫气味结合蛋白基因进行克隆、鉴定和成虫组织表达分析,以期为OBPs在桃小食心虫嗅觉感受过程中的功能研究奠定基础。【方法】基于前期获得的桃小食心虫转录组测序数据,选择在其雌雄成虫触角中相对高表达的5个OBP基因(CsasOBP7, CsasOBP12, CsasOBP15, CsasOBP19和CsasOBP21)。采用RACE技术克隆出这5个OBP基因cDNA全长序列,进行生物信息学分析;通过qRT-PCR技术检测这5个OBP基因在桃小食心虫不同发育阶段(1和5日龄卵、初孵幼虫、老熟幼虫和蛹)以及在刚羽化、交配高峰期的和交配后6 h的雌雄成虫不同组织［触角、头(不含触角)、胸、腹、足和翅］中表达量。【结果】获得桃小食心虫5个OBP基因CsasOBP7, CsasOBP12, CsasOBP15, CsasOBP19和CsasOBP21的全长cDNA序列(GenBank登录号: MZ476786-MZ476790)。其中CsasOBP19为一段C端不完整的Minus-C OBP,其余均属于完整的Classical OBPs,且均含有信号肽。系统发育分析表明,在桃小食心虫5个CsasOBPs中, CsasOBP7和CsasOBP19的亲缘关系最近。qRT-PCR结果表明,CsasOBP7和CsasOBP19均在桃小食心虫蛹期高表达,而CsasOBP12, CsasOBP15和CsasOBP21均在卵期高表达。从桃小食心虫成虫刚羽化、交配高峰直至交配后6 h,5个CsasOBP基因表达量总体呈下降趋势。在成虫刚羽化时,这5个CsasOBP基因在各组织中均有表达,且主要在雄虫组织中高表达;在成虫交配高峰期,这5个CsasOBP基因在雄虫触角中高表达,特别是CsasOBP7和CsasOBP15只在雄虫触角中特异性表达;在成虫交配后6 h,每个CsasOBP基因只特异性地高表达于1或2个组织中。【结论】桃小食心虫的这5个CsasOBP基因在成虫交配高峰期雄虫触角中高表达,意味着这些CsasOBP基因可能在雄虫寻找雌虫过程中发挥着重要作用。     

中红侧沟茧蜂气味结合蛋白MmedOBP18的原核表达及配体结合特性

【目的】研究中红侧沟茧蜂Microplitis mediator气味结合蛋白MmedOBP18在触角中的表达定位,解析MmedOBP18重组蛋白的配体结合特性。【方法】原核表达中红侧沟茧蜂气味结合蛋白MmedOBP18;采用荧光免疫组织化学技术研究MmedOBP18在中红侧沟茧蜂雌蜂触角中的表达定位;通过荧光竞争结合实验分析MmedOBP18重组蛋白与99种候选配体的结合特性。【结果】在原核表达系统中成功表达MmedOBP18重组蛋白。荧光免疫定位结果显示MmedOBP18主要表达在触角锥形感器Ⅰ内的淋巴液中。荧光竞争结合实验结果表明,MmedOBP18重组蛋白能够与16种候选配体结合,与低挥发性植物挥发物2-十三酮、十二醛、十四酸和十一酸的结合能力最强,其解离常数K_i值分别为5.21, 6.42, 6.49和6.58μmol/L;而且MmedOBP18重组蛋白与非挥发性植物次生物质棕榈酸、棉酚、槲皮素及亚麻酸也有较强的结合能力,K_i值分别为3.86, 5.07, 5.08和6.51μmol/L;此外,MmedOBP18重组蛋白与鳞翅目昆虫性信息素组分顺-9-十四碳烯醛及顺-11-十六碳醛表现出较强的结合能力,K_i值分别为9.09和11.67μmol/L,提示该蛋白在寄主定位过程中可发挥重要的作用。【结论】中红侧沟茧蜂气味结合蛋白MmedOBP18能够结合长链低挥发和非挥发性化合物,推测其在嗅觉和味觉识别中发挥双重功能,主要参与对寄主和寄主生境的化学信息的近距离识别。     

梨小食心虫普通气味受体基因GmolOR20的克隆及表达分析

【目的】通过克隆梨小食心虫Grapholita molesta触角中的普通气味受体(odorant receptor, OR)OR20基因,明确其在不同发育期及成虫不同组织中的表达特征,为进一步研究其功能提供理论依据。【方法】根据梨小食心虫雌虫触角转录组数据,利用RT-PCR克隆梨小食心虫OR20基因的完整开放阅读框;采用qRT-PCR检测该基因在不同发育期(卵、1-5龄幼虫、蛹和雌雄成虫)、成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹、足、翅)以及不同日龄(1, 3, 5和7日龄)成虫触角中的表达量。【结果】克隆获得梨小食心虫GmolOR20基因cDNA序列(GenBank登录号:MH898864)。该基因完整开放阅读框为1 284 bp,编码427个氨基酸,预测蛋白分子量为49.83 kD,理论等电点为8.57,具有7个跨膜结构域。序列比对和系统进化树结果表明,梨小食心虫GmolOR20与苹果蠹蛾Cydia pomonella CpomOR15和豆荚小卷蛾Cydia nigricana CnigOR15亲缘关系较近,氨基酸序列一致性分别为87%和84%。发育表达模式结果显示,GmolOR20在不同发育时期均有表达,雌雄成虫中的表达量显著高于其他发育期的表达量(P<0.05),但雌、雄虫间的表达量差异不显著。组织表达模式结果表明,GmolOR20主要在成虫触角中高丰度表达,且雌虫触角中的表达量极显著高于雄虫触角中的表达量(P<0.01);GmolOR20在不同日龄成虫的触角中均有表达,且在1和3日龄成虫触角中的表达水平显著高于其他日龄(P<0.05)。【结论】根据GmolOR20基因的表达谱分析结果,推测GmolOR20可能参与梨小食心虫对植物挥发物和性信息素的识别。     

昆虫嗅觉相关可溶性蛋白的研究进展

昆虫在长期进化过程中形成了一套高度敏感的嗅觉系统,通过该系统昆虫可以完成寻觅配偶、定位寄主及选择产卵位点等多种行为。在昆虫嗅觉系统中的可溶性蛋白主要有气味结合蛋白(odorant-binding protein, OBP)和化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)。OBP可以特异性结合并运输疏水性的气味分子相应的受体,是昆虫化学识别过程的第一步,具有十分重要的作用。CSP与OBP的结构和功能类似,主要参与化合物的识别和运输,尽管没有直接的证据表明CSP也参与了昆虫的化学感受过程,但已有研究发现,CSP在昆虫嗅觉系统中发挥着重要的作用。本文主要从分子特性、蛋白结构、表达模式、生理功能等方面分别对昆虫的OBP和CSP进行了概述,为深入的研究两者的功能提供理论参考,进而为以昆虫嗅觉系统为靶标的害虫防治提供新的思路。     

寄生蜂嗅觉蛋白研究进展

寄生蜂对外界环境中气味的识别过程尤为复杂,需要很多组织器官参与,嗅觉系统在寄生蜂选择寄主、识别定位寄主和寄生过程中发挥着重要的作用。常见的嗅觉相关蛋白有气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体等,本文从嗅觉蛋白的鉴定、结构特征与分类、表达定位、系统发育、功能研究等方面综述了寄生蜂嗅觉蛋白的国内外研究进展,为更多寄生蜂嗅觉相关蛋白的鉴定及其功能研究提供参考。     

绿盲蝽酯酶基因AlucEST1的克隆及表达谱分析

昆虫体内的气味降解酶(odorant degrading enzymes, ODEs)能够降解气味分子, 使嗅觉受体免受持续的刺激。酯酶作为气味降解酶类的一种, 在昆虫嗅觉行为过程中发挥重要作用。本研究利用RACE技术克隆了一个新的绿盲蝽Apolygus lucorum酯酶基因AlucEST1 (GenBank登录号: JQ715614)。序列分析结果表明, 该基因全长1 810 bp, 开放阅读框为1 713 bp, 编码571个氨基酸。N-末端疏水区包含由起始位置开始的一段17个氨基酸的信号肽。通过半定量RT-PCR和Real-time qPCR 技术解析该酯酶基因在不同组织的表达谱。结果发现, 该酯酶基因在绿盲蝽的触角、 头、 胸、 腹、 足、 翅等部位中均有表达。其中, AlucEST1在胸、腹部中表达量最高, 在触角中也大量表达。据此推测该基因在气味分子的降解中起重要作用, 同时也参与绿盲蝽体内的多种代谢调控。     

长爪沙鼠家庭内的攻击行为可调整其生理特征

长爪沙鼠家庭动态变化所导致的社群压力是一个很少被描述的现象。本研究测定了72只长爪沙鼠的一些生理参数,包括器官重(肝脏、肾脏和脾脏)和血液的生化指标(胆固醇、甘油三酯、葡萄糖和丙氨酸转氨酶)。此外,对家庭内攻击过程中动物的全血细胞数变化也进行了检测。以家庭为单位,所有动物被置于半圈养的实验室条件下,自由取食和饮水。家庭内被攻击的雄性个体的腹下腺显著减小(Mann-WhitneyU-TestU=48.0,P=0.04)。以绝对体重和去脂体重校正后,受到攻击个体的肝脏重量也显著高于未受攻击的个体(肝脏绝对重量Mann-WhitneyU-TestU=169,P=0.02;肝脏相对重量即占去脂体重的百分比U=166,P=0.02),但肾脏重量则显著低于未受攻击的个体(绝对肾脏重量Mann-WhitneyU-TestU=183.5,P=0.04;相对肾脏重量U=137,P=0.005)。被攻击个体的白细胞(U=11.0,P=0.02)和血小板(U=6.0,P=0.004)都显著增加。同时也发现分解作用产生的代谢物有所不同。被攻击的个体具有较高的胆固醇含量(U=13.5,P=0.005)和较低的丙氨酸转氨酶含量(U=13.0,P=0.006)。结果表明家庭内的攻击行为是直接针对那些地位较低的成员,导致其能量物质的释放增加,同时激活了免疫系统以应对由于攻击导致的身体损伤的增加。     

稻纵卷叶螟对性信息素和花香的嗅觉行为反应及在其种群监测中的应用

[目的]明确稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis生理状态对性信息素和花香气味的嗅觉行为反应的影响,以及在田间性信息素和花香气味诱蛾量的动态.[方法]于2020年在广西、湖南、浙江、四川5个试验点,通过田间网捕、花香气味和性信息素诱捕稻纵卷叶螟成虫,结合解剖卵巢和精巢,比较性信息素和花香诱捕的基本迁...