小菜蛾成虫喙管感器的超微结构及其神经元中枢投射

【目的】明确小菜蛾Plutella xylostella成虫喙管感器的形态结构及感器神经元的投射。【方法】利用扫描电子显微镜观察小菜蛾成虫喙管结构和感器,利用神经回填技术和激光共聚焦显微镜观察喙管感器神经元在脑部的投射。【结果】小菜蛾成虫喙管上存在毛形感器(两种亚型)、腔锥形感器、锥形感器、刺形感器和栓锥形感器5种不同类型的感器。毛形感器表面光滑,分布于外颚叶外侧,可分为毛形感器Ⅰ型和Ⅱ型两种亚型,其中Ⅰ型比Ⅱ型长;锥形感器分布于喙管外表面,由一个感觉锥和一个短的圆形基座组成;腔锥形感器仅分布于食管内侧,只有一个粗短感觉锥而无基座;刺形感器由一个细长的感觉毛和一个圆形基座组成,表面无孔,分布于喙管的外表面;栓锥形感器是昆虫喙管上最典型的感受器,集中分布于喙管顶端区域,感器顶部凹腔伸出一个单感觉锥。此外,喙管上的感觉和运动神经元投射到初级味觉中枢咽下神经节。【结论】本研究阐明了小菜蛾成虫喙管感器的类型、分布和形态特征及其感器神经元在脑部的投射形态,为深入了解小菜蛾喙管感器的生理和功能奠定了基础。     

多异瓢虫气味结合蛋白HvarOBP2的基因克隆及配体结合特性分析

【目的】本研究旨在克隆多异瓢虫Hippodamia variegata气味结合蛋白(odorant-bindingproteins, OBPs)基因HvarOBP2,并解析这一蛋白的配体结合特征。【方法】采用BLAST和生物信息学技术从多异瓢虫成虫触角转录组中鉴定候选气味结合蛋白基因HvarOBP2,PCR特异扩增HvarOBP2基因全长cDNA序列;通过体外原核表达和亲和柱层析等手段获得HvarOBP2重组蛋白;运用荧光竞争结合实验测定重组蛋白HvarOBP2与40种植物挥发物组分以及24种蚜虫相关挥发物组分的结合能力;使用PyMOL1.9.0进行重组蛋白HvarOBP2与4种配体（β-紫罗兰酮、邻苯二甲酸二丁酯、油酸和橙花叔醇）的分子对接模拟。【结果】HvarOBP2(GenBank登录号: OK340816)开放阅读框(open reading frame, ORF)长447 bp,其编码蛋白N端有17个氨基酸组成的信号肽,具有6个保守的半胱氨酸位点,属于classical OBPs亚家族。荧光竞争结合实验结果表明,重组蛋白HvarOBP2与植物挥发物组分油酸(解离常数Ki=1.68±0.04μmol/L)、邻苯二甲酸二丁酯(Ki=8.77±0.19 μmol/L)、橙花叔醇(Ki=15.93±0.33 μmol/L)和β-紫罗兰酮(Ki=10.79±0.24 μmol/L)有较强的结合能力;重组蛋白HvarOBP2与上述4种配体的分子对接模拟表明,HvarOBP2的Phe12和Phe118是与多个配体结合的氨基酸残基。【结论】结果提示HvarOBP2参与多 异瓢虫识别植物挥发物、间接定位猎物栖息地等行为,这些与HvarOBP2强结合的化合物在多异瓢虫搜寻定位寄主过程发挥作用。