昆虫气味结合蛋白研究进展

20世纪 8 0年代后 ,人们开始探求昆虫对气味物质的感受机制。随着昆虫行为学、生物化学、分子生物学以及昆虫电生理技术的飞速发展 ,自 90年代开始 ,深入研究昆虫的嗅觉反应机理已有可能。研究表明 ,昆虫触角中的气味结合蛋白 (odorant-binding protein简称 ,OBP)在昆虫嗅觉反应过程中起重要作用[1] 。本文试从气味分子的化学结构及特征、OBP的化学特性、生理功能及研究展望等方面作一综述 ,以期推动该领域的研究与发展。1　气味分子的化学结构及特征明确气味分子的化学结构及特征 ,有助于确定气味结合蛋白的结构。目前研究以鳞翅目昆虫…     

昆虫信息素结合蛋白的研究概况

在昆虫感受信息素的嗅觉反应中,信息素结合蛋白发挥了重要的作用。它作为脂溶性信息素的溶剂和载体,在亲水性淋巴液中起着运载信息素和使之失活的双重作用。由于它在昆虫识别信息素物质中起着重要的作用,近1 0年来,国内外对其进行了广泛、深入的研究。文章从信息素结合蛋白的生化特点、表达情况、代谢以及生理功能等方面的概况进行综述。     

昆虫性信息素研究进展

一、什么是昆虫性信息素性信息素(sexpheromone)是由一种昆虫产生和释放出来,引诱或激起同种异性昆虫交配的化学物质。昆虫性信息素按其作用方式可分为两种:一种是挥发性性信息素,有远距离的引诱效果,它广泛存在于鳞翅目昆虫及其它种类的昆虫中;另一种是非挥发性性信息素,须由接受的一性与释放的一性接触才能起作用,称之为性识     

蛾类昆虫性信息素受体及其作用机理

蛾类昆虫性信息素受体首先从烟芽夜蛾Heliothis virescens和家蚕Bombyx mori中鉴定出来, 到目前为止已经克隆得到了19种蛾类昆虫的几十种性信息素受体基因, 并且这些基因在系统发育树中聚成一个亚群。性信息素受体从蛾类蛹期开始表达, 主要表达在雄性触角的毛形感器中, 少部分受体在雌性触角、 雄性触角其他感器以及身体其他部位中也有表达。大部分蛾类性信息素受体的配体并不是单一的, 而是能够对多种性信息素组分有反应, 部分性信息素受体还能够识别性信息素以外的其他物质, 还有一部分性信息素受体的识别配体目前尚不清楚。另外发现在雌性蛾类触角中也存在一些嗅觉受体能够识别雄性分泌的性信息素。在蛾类性信息素受体与性信息素识别的过程中, 性信息素结合蛋白不仅能够特异性地运送配体到嗅觉神经元树状突上, 还能够提高性信息素与性信息素受体之间的结合效率。另外, OrCo类受体与性信息素受体共表达在嗅觉神经元中, 在蛾类性信息素受体与配体的识别过程中扮演了重要角色。但是蛾类信息素对神经元刺激的终止并非由性信息素受体控制, 而是由细胞中的气味降解酶等其他因子调控。蛾类性信息素受体研究中还有很多疑问需要解答, 其过程可能比我们想象的更为复杂。     

金龟甲类昆虫性信息素研究进展

金龟甲类是重要农林害虫,在地下害虫中居首位,在全国各地普遍发生。为开拓金龟甲类地下害虫防治的新途径,金龟甲类性信息素的研究近年来受到重视。国内外关于金龟甲类害虫性信息素的研究,从70年代初开始有些报道。但从数量上来说,比鳞翅目的数目少得多,说明有一定的难度。70年代初首先报道的是新西兰肋翅鳃金龟[1]的雌成虫分泌的性信息素,其次为70年代后期的日本金龟[2]和80年代中期的红铜丽金龟[3]。近年来在金龟甲类性信息素的研究方面进展较快,主要是日本蚕业及昆虫研究所的W．S．Leal等[4]的工作。先后鉴定10种金龟甲类性信息…     

昆虫的性信息素及其应用

较系统地介绍了昆虫性信息素领域取得的成就,包括昆虫性信息素的种类、化学、生物学、结构鉴定及信息应用等,并进行了展望。     

半翅目昆虫性信息素的研究进展

本文主要从半翅目昆虫性信息素的提取鉴定方法、分泌部位、性信息素成分、在防治中的应用以及存在的问题等几个方面综述了半翅目昆虫性信息素的研究进展。     

GP37蛋白结构分析与昆虫病毒分子进化的关系

The gp37 gene from LsMNPV has been sequenced and the deduced amino acid sequence was compared with other GP37 amino acid sequences from 8 insect viruses. The maximum homology of amino acid sequences and the conserved structural regions were analyzed with PROSIS software. The relationship of evolution of 9 insect viruses was discussed and the evolutionary tree was drawned.     

微生物调控昆虫信息素产生和感知的研究进展

微生物在昆虫合成信息素与感知信息素的过程中起着关键作用,广泛地影响昆虫的行为、生理及种群动态。微生物通过包括代谢调节、基因表达调控以及信号传递途径的干预等多种机制来精细地调节宿主昆虫信息素的合成与感知,这种调节不仅促进了昆虫的适应性,还可能引发种群内部的竞争与资源分配的矛盾。本文综述了近年来关于微生物影响昆虫信息素的合成与感知领域最新的研究进展,深入剖析了微生物影响昆虫信息素的生成与感知能力的作用机制。同时,也探讨了这些调控机制在昆虫与微生物共生体系进化历程中的意义,旨在揭示两者间相互作用的复杂机理,并为该领域未来的探索提供新的见解与研究导向。     

昆虫性信息素生物合成系统脱饱和酶与进化基因组学

多基因家族在进化过程中曾经历了不同程度的基因复制和缺失,并由此导致一些基因在漫长的进化年代中得以存在和表达,而另一些只是在特定时期内短暂出现,之后或者逐渐消失或者沉默进而失去其生物学功能,同时新的基因在复制过程中不断产生。这一现象被称作“产生与死亡演化”(birth-and-death evolution),对于产生新的遗传系统和复杂表型特征具有重要作用。昆虫性信息素生物合成系统脱饱和酶多基因家族的进化过程就是这方面一个典型的例证。     

A receptor and binding protein interplay in the detection of a distinct pheromone component in the silkmoth Antheraea polyphemus

Male moths respond to conspecific female-released pheromones with remarkable sensitivity and specificity, due to highly specialized chemosensory neurons in their antennae. In Antheraea silkmoths, three types of sensory neurons have been described, each responsive to one of three pheromone components. Since also three different pheromone binding proteins (PBPs) have been identified, the antenna of Antheraea seems to provide a unique model system for detailed analyzes of the interplay between the various elements underlying pheromone reception. Efforts to identify pheromone receptors of Antheraea polyphemus have led to the identification of a candidate pheromone receptor (ApolOR1). This receptor was found predominantly expressed in male antennae, specifically in neurons located beneath pheromone-sensitive sensilla trichodea. The ApolOR1-expressing cells were found to be surrounded by supporting cells co-expressing all three ApolPBPs. The response spectrum of ApolOR1 was assessed by means of calcium imaging using HEK293-cells stably expressing the receptor. It was found that at nanomolar concentrations ApolOR1-cells responded to all three pheromones when the compounds were solubilized by DMSO and also when DMSO was substituted by one of the three PBPs. However, at picomolar concentrations, cells responded only in the presence of the subtype ApolPBP2 and the pheromone (E,Z)-6,11-hexadecadienal. These results are indicative of a specific interplay of a distinct pheromone component with an appropriate binding protein and its related receptor subtype, which may be considered as basis for the remarkable sensitivity and specificity of the pheromone detection system.     

蛾类性信息素研究进展

蛾类是昆虫性信息素中研究较多的类群,已有565种的性信息素成份被鉴定,其相关研究在害虫监测和防治上得到实际应用的同时,已涉及到生态、生化、遗传等诸多方面,特别是在物种多样性的化学表达及物种的生殖隔离现象的分子水平的表达上,提供了研究的典范。本文将介绍蛾类性信息素的多样性、性信息素化学结构鉴定、微量成分的作用、合成性信息素的利用、性信息素生物合成酶、性信息素生产的调节机制及性信息素的感受机制等方面的研究现状和存在的问题。     

豌豆蚜触角转录组化学感受蛋白的鉴定、表达和结合特性分析

[目的]本研究旨在鉴定豌豆蚜Acyrthosiphon pisum触角转录组中化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)基因,明确触角中高表达的豌豆蚜CSP蛋白与蚜虫报警信息素、性信息素以及植物挥发物的分子结合特性.[方法]通过对豌豆蚜成蚜触角进行转录组测序,鉴定触角中候选CSP基因;采用RPKM...     

桃蛀螟性信息素结合蛋白CpunPBP3的表达模式及性信息素结合特性

[目的]本研究旨在对桃蛀螟Conogethes punctiferalis性信息素结合蛋白CpunPBP3进行鉴定和定性分析,完善对桃蛀螟性信息素感受机制的理解.[方法]扩增、分析桃蛀螟CpunPBP3的cDNA序列,并与其他草螟科昆虫的同源蛋白氨基酸序列进行比较.利用qRT-PCR测定桃蛀螟不同日龄雄成虫触角中Cpu...     

Ligand binding to six recombinant pheromone-binding proteins of<Emphasis Type="Italic"> Antheraea polyphemus</Emphasis> and<Emphasis Type="Italic"> Antheraea pernyi</Emphasis>

Binding properties of six heterologously expressed pheromone-binding proteins (PBPs) identified in the silkmoths Antheraea polyphemus and Antheraea pernyi were studied using tritium-labelled pheromone components, (E,Z)-6,11-hexadecadienyl acetate (³H-Ac1) and (E,Z)-6,11-hexadecadienal (³H-Ald), common to both species. In addition, a known ligand of PBP and inhibitor of pheromone receptor cells, the tritium-labelled esterase inhibitor decyl-thio-1,1,1-trifluoropropanone (³H-DTFP), was tested. The binding of ligands was measured after native gel electrophoresis and cutting gel slices. In both species, PBP1 and PBP3 showed binding of ³H-Ac1. In competition experiments with ³H-Ac1 and the third unlabelled pheromone component, (E,Z)-4,9-tetradecadienyl acetate (Ac2), the PBP1 showed preferential binding of Ac1, whereas PBP3 preferentially bound Ac2. The PBP2 of both species bound ³H-Ald only. All of the six PBPs strongly bound ³H-DTFP. Among unlabelled pheromone derivatives, alcohols were revealed to be the best competitors for ³H-Ac1 and ³H-Ald bound to PBPs. No pH influence was found for ³H-Ac1 binding to, or its release from, the PBP3 of A. polyphemus and A. pernyi between pH 4.0 and pH 7.5. The data indicate binding preference of each of the three PBP-subtypes (1–3) for a specific pheromone component and support the idea that PBPs contribute to odour discrimination, although to a smaller extent than receptor activation.Abbreviations Ac1 (E,Z)-6,11-hexadecadienyl acetate - Ac2 (E,Z)-4,9-tetradecadienyl acetate - Ald (E,Z)-6,11-hexadecadienal - AMA 1-amino-anthracene - cpm counts per min - DTFP decyl-thio-1,1,1-trifluoropropanone - ES-MS electrospray mass spectrometry - OH (E,Z)-6,11-hexadecadienol - PAGE polyacrylamide gel electrophoresis - PCR polymerase chain reaction - PBP pheromone-binding protein - SDS sodium dodecyl sulphate - Z-11 OH Z-11 hexadecenolCommunicated by G. Heldmaier     

核桃举肢蛾性信息素结合蛋白2的分子克隆和免疫荧光定位

【目的】明确核桃举肢蛾 Atrijuglans hetaohei Yang性信息素结合蛋白2(AhetPBP2)在核桃举肢蛾触角中的分布。【方法】本研究提取羽化后3-4 d的核桃举肢蛾成虫触角总RNA并反转录合成cDNA,设计简并引物进行RT-PCR获得cDNA片段,然后利用RACE技术获得 AhetPBP2全长cDNA序列。将去除信号肽序列的AhetPBP2进行原核表达,重组蛋白经镍柱纯化并免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。制备的多克隆抗体作为一抗对核桃举肢蛾触角进行免疫组化分析。【结果】AhetPBP2基因cDNA序列全长923 bp,开放阅读框504 bp,共编码167个氨基酸,分子量为19.26 kD,等电点为5.47。1 mmol/L IPTG诱导10 h获得可溶性重组蛋白,Western blot结果表明重组蛋白诱导表达成功,ELISA检测显示抗体效价为1:1 024 000。免疫荧光定位结果显示核桃举肢蛾成虫触角部分感器被AhetPBP2抗体标记。【结论】核桃举肢蛾成虫触角的部分感器中可能存在AhetPBP2,推测该部分感器具有感受性信息素的功能。