桔小实蝇气味结合蛋白BdorOBP2的cDNA克隆、组织表达及配基结合特性

为了研究桔小实蝇Bactrocera dorsalis气味结合蛋白(odorant-binding proteins, OBPs)参与其嗅觉识别过程中的功能及其与植物气味的结合特性, 本研究克隆了桔小实蝇的一个气味结合蛋白基因, 命名为BdorOBP2（GenBank登录号为KC773766）, 并对该基因进行了原核表达。BdorOBP2开放阅读框长447 bp, 编码148 个氨基酸, 具有典型的6个半胱氨酸位点。定量PCR结果显示, 桔小实蝇BdorOBP2在不同组织中均有表达, 其中头部中的表达量最高, 翅中表达量最低（为头部表达量的63%±6%）。构建了BdorOBP2原核表达载体, 诱导并获得了重组BdorOBP2并进行了亲和层析纯化。最后以N-苯基-1-萘胺（N-phenyl-1-naphthylamine, 1-NPN）为荧光探针, 利用荧光竞争结合实验测定了重组BdorOBP2与7种主要寄主水果气味物质的结合能力, 发现其对多数酯类和醛类化合物亲合力较强, 亲合力最强的气味物质为反-2-己烯醛和β-紫罗兰酮, 结合常数KD分别为9.96和15.37 μmol/L。本研究结果可为高效地开发和设计桔小实蝇的嗅觉引诱剂配方提供一定的理论依据和参考。     

梨小食心虫化学感受蛋白cDNA的克隆、序列分析及原核表达

为了研究梨小食心虫Grapholita molesta化学感受蛋白（chemosensory proteins, CSPs）在化学感受系统中的作用, 本研究利用RT-PCR和RACE技术克隆到一条梨小食心虫化学感受蛋白的全长cDNA序列, 命名为GmolCSP （GenBank 登录号： JQ821389）。序列分析表明, GmolCSP开放阅读框序列为384 bp, 编码127个氨基酸残基, 预测N末端含有18个氨基酸组成的信号肽序列, 其成熟蛋白的预测分子量为12.80 kD, 等电点为8.33。该基因编码的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫化学感受蛋白的氨基酸序列具有较高同源性。RT-PCR结果显示, GmolCSP在梨小食心虫成虫触角、 去触角的头、 胸、 腹、 足和翅中都有表达。将GmolCSP重组到表达载体pET-32a中, 转入大肠杆菌Escherichia coli BL21（DE3）进行表达。SDS-PAGE和Western 印迹检测结果显示, 梨小食心虫化学感受蛋白基因在大肠杆菌中成功地表达出一个分子量约为29 kD的融合蛋白, 与预测的融合蛋白分子量大小一致。本研究结果为进一步研究该蛋白的分子结构和功能奠定了良好基础。     

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。     

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。     

小菜蛾气味结合蛋白OBP2基因的克隆、表达谱及其结合特性分析

【目的】气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)在昆虫寄主定位、产卵地选择等行为中发挥重要作用,克隆与鉴定小菜蛾Plutella xylostella OBP基因、明确其与配体化合物的结合特性有助于阐明小菜蛾嗅觉识别的分子机制。【方法】利用PCR技术克隆小菜蛾OBP2,对获得的编码序列全长进行信号肽及跨膜区域预测,用DNAMAN与其他昆虫的OBP2进行多序列比对,采用MEGA5.0邻接法(neighbor-joining method,NJ)构建进化树。通过实时定量PCR(qRT-PCR)分析Pxyl OBP2在小菜蛾不同发育阶段和不同组织中的表达模式。构建原核表达载体p ET28aPxyl OBP2,进行原核表达及蛋白纯化。利用荧光竞争结合实验对Pxyl OBP2蛋白与39种配基化合物的结合特性进行分析。【结果】成功获得小菜蛾OBP2基因Pxyl OBP2(Gen Bank登录号:KT070562)的编码序列全长,其完整开放阅读框大小为546 bp,编码182个氨基酸,具有气味结合蛋白典型的6个保守半胱氨酸结合位点。荧光定量PCR结果表明,发育表达模式显示,Pxyl OBP2在未交配雄性成虫中的表达量均明显高于雌性成虫和已交配雄虫;组织表达模式显示,Pxyl OBP2在足中的表达量高于其他组织。经预测成熟蛋白大小为22.24 k Da,等电点5.69。SDS-PAGE结果显示融合蛋白成功表达。荧光竞争结合实验对3种性信息素和36种植物挥发物结合发现,Pxyl OBP2与性信息素Z-11-16:Ald可以结合,解离常数48.951μmol/L;可以和11种寄主植物挥发物有效结合,其中,与芳樟醇、正壬醇结合能力最强,解离常数分别为4.733和6.861μmol/L。【结论】本研究明确了Pxyl OBP2的核苷酸、氨基酸序列,并根据qRT-PCR和荧光竞争结合实验结果,推断Pxyl OBP2与小菜蛾雄虫寻求配偶有关,且寄主挥发物芳樟醇、正壬醇起协同促进作用。     

桃蛀螟气味结合蛋白CpunOBP3和CpunOBP4的基因克隆、原核表达及配体结合特性分析

[目的]本研究旨在明确气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)在桃蛀螟Conogethes punctiferalis化学感受过程中的生理功能,为以OBPs蛋白为防治靶标的桃蛀螟绿色防控提供理论依据.[方法]基于前期桃蛀螟触角转录组测序数据,利用PCR技术从桃蛀螟触角中获得桃蛀螟气味结...     

疆夜蛾Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7的组织表达谱及配体结合特性分析

【目的】明确疆夜蛾Peridroma saucia Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7在不同化学感受器官中的表达谱,解析PsauOBP7重组蛋白的气味结合特异性。【方法】通过qRT-PCR检测PsauOBP7在疆夜蛾雌蛾和雄蛾的触角、口器、足和翅中的表达谱。原核表达并纯化PsauOBP7重组蛋白,利用Western blot检测PsauOBP7在疆夜蛾不同龄期幼虫头部及成虫不同组织中的表达情况;通过荧光竞争结合实验检测PsauOBP7重组蛋白对39种气味化合物的结合能力。【结果】成功表达并纯化PsauOBP7重组蛋白。qRT-PCR及Western blot检测显示PsauOBP7表达于4-6龄幼虫头部及雌雄成虫的触角、口器、足和翅中。荧光竞争结合实验显示PsauOBP7与反-2-己烯醛的结合能力最强,K_i=1.4μmol/L。此外,PsauOBP7与5种酯类化合物乙酸月桂酯、顺-3-己烯乙酸酯、乙酸苯乙酯、苯甲酸己酯和肉桂酸甲酯有一定的结合能力,K_i值分别为5.7, 6.5, 8.9, 9.5和10.2μmol/L。PsauOBP7与...     

疆夜蛾Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7的组织表达谱及配体结合特性分析

【目的】明确疆夜蛾Peridroma saucia Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7在不同化学感受器官中的表达谱,解析PsauOBP7重组蛋白的气味结合特异性。【方法】通过qRT-PCR检测PsauOBP7在疆夜蛾雌蛾和雄蛾的触角、口器、足和翅中的表达谱。原核表达并纯化PsauOBP7重组蛋白,利用Western blot检测PsauOBP7在疆夜蛾不同龄期幼虫头部及成虫不同组织中的表达情况;通过荧光竞争结合实验检测PsauOBP7重组蛋白对39种气味化合物的结合能力。【结果】成功表达并纯化PsauOBP7重组蛋白。qRT-PCR及Western blot检测显示PsauOBP7表达于4-6龄幼虫头部及雌雄成虫的触角、口器、足和翅中。荧光竞争结合实验显示PsauOBP7与反-2-己烯醛的结合能力最强,Ki=1.4 μmol/L。此外,PsauOBP7与5种酯类化合物乙酸月桂酯、顺-3-己烯乙酸酯、乙酸苯乙酯、苯甲酸己酯和肉桂酸甲酯有一定的结合能力,Ki值分别为5.7, 6.5, 8.9, 9.5和10.2 μmol/L。PsauOBP7与两种醇类化合物顺-3-己烯-1-醇和法尼醇也有较强的结合能力, Ki值分别为5.8和5.9 μmol/L。【结论】疆夜蛾Plus-C气味结合蛋白PsauOBP7表达于其幼虫和成虫的多种化学感受器官中,且能结合多种植物气味化合物,说明其在疆夜蛾寻找寄主植物过程中发挥重要作用。     

花椒窄吉丁气味结合蛋白基因AzanOBP3的克隆、原核表达及组织表达谱分析

【目的】本研究克隆花椒窄吉丁Agrilus zanthoxylumi气味结合蛋白(odorant binding protein, OBP)基因AzanOBP3,并对其进行序列和表达分析,旨在更好地了解OBP基因在花椒窄吉丁成虫触角识别气味物质过程中的作用,为农林害虫的绿色防控提供理论依据。【方法】利用RT-PCR扩增花椒窄吉丁气味结合蛋白基因AzanOBP3的cDNA序列,采用生物信息学软件分析其核苷酸和氨基酸序列;构建重组表达载体pET-28a(+)/AzanOBP3,转化到大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)感受态细胞中进行融合蛋白的IPTG诱导表达,SDS-PAGE及Western blot鉴定重组表达蛋白;基于qPCR技术分析AzanOBP3基因在花椒窄吉丁雌雄成虫不同组织(头、胸、腹、足和翅)中的表达情况。【结果】克隆获得了花椒窄吉丁气味结合蛋白基因AzanOBP3的cDNA全长序列(GenBank登录号:MT318832),预测到其开放阅读框长414 bp,共编码137个氨基酸,等电点为4.79,蛋白分子量为16.038 kD,N末端具有29个氨基...     

中华按蚊气味结合蛋白AsinOBP2的基因克隆、表达谱及与人体气味物质的结合特性分析

[目的]克隆中华按蚊Anopheles sinensis气味结合蛋白2(odorant binding protein 2,OBP2)基因AsinOBP2,分析该基因的表达及其重组蛋白与人体气味物质的结合能力.[方法]采用RT-PCR和RACE技术克隆AsinOBP2的全长cDNA序列,通过qPCR分析AsinOBP2...     

Molecular and functional characterization of three odorant binding proteins from the oriental fruit moth Grapholita molesta (Busck) (Lepidoptera: Tortricide)

Odorant binding proteins (OBPs) act in recognizing odor molecules and their most well‐studied functions are transporting odors across the sensillum lymph to olfactory receptor neurons within the insect antennal sensillum. The adults of Grapholita molesta highly depend on olfactory cues in locating host plants and selecting oviposition sites, in which OBPs play an important role in perceiving and recognizing host plant volatiles. Exploring the physiological function of OBPs could facilitate our understanding of their importance in insects’ chemical communication. In this study, three OBP genes were cloned and named GmolOBP4, GmolOBP5, and GmolOBP10. Quantitative real‐time PCR results indicated that GmolOBP4 and GmolOBP10 were predominantly expressed in adult antennae and GmolOBP5 was expressed in multiple tissues, including head, legs, and wings in addition to antennae. The binding affinities of the three recombinant GmolOBPs (rGmolOBPs) with four sex pheromone components and twenty‐nine host plant volatiles were measured using 1‐N‐Phenyl‐naphthylamine as a fluorescence probe. The three rGmolOBPs exhibited specific binding properties to potential ligands, GmolOBP4 and GmolOBP10 bound to minor sex pheromone components, such as (Z)‐8‐dodecenyl alcohol and dodecanol, respectively. rGmolOBP4 showed intermediate binding ability with hexanal, benzyl alcohol, and pear ester, rGmolOBP5 had a weak affinity for benzaldehyde, pear ester and, methyl jasmonate, and rGmolOBP10 showed strong binding capacity toward hexanol, decanol, and α‐ocimene. We speculate that the GmolOBP4 and GmolOBP10 have dual functions in perception and recognition of host plant volatiles and sex pheromone components, while GmolOBP5 may serve other function(s).     

短期高温对梨小食心虫成虫存活率和适应性的影响（英文）

【目的】梨小食心虫Grapholita molesta （Busck）（鳞翅目：卷蛾科）是一种世界性的害虫,能使蔷薇科的果树严重减产。本研究旨在评估此害虫的耐热性及适应性。【方法】将梨小食心虫成虫暴露在不同温度（36, 38, 40, 42, 44 和46℃）和不同暴露时间（0.5, 1, 2, 4和8 h）下,测定其存活率以及短期高温（38或40℃热驯化1 h）对其热耐受力、寿命、生殖力及卵孵化率的影响。【结果】随着高温暴露时间的延长,梨小食心虫成虫存活率下降。在38或40℃热驯化1 h后,能显著提高梨小食心虫成虫在42℃下2 h的存活率（P<0.05）。在41℃处理1 h,梨小食心虫出现热休克现象,其寿命显著延长,但产卵量显著下降。进一步的试验证明雄虫受高温影响较大,导致与其配对后的雌虫产卵量降低。然而,不论亲代受到怎样的热刺激,其后代的孵化率均不受影响。【结论】结果说明,超过41℃,1 h的高温能对梨小食心虫带来负面影响,但梨小食心虫成虫有适应高温的潜力。     

梨小食心虫自然种群与室内继代饲养种群生物学特性比较

【目的】为明确梨小食心虫Grapholita molesta自然种群与室内继代饲养种群生物学特性的差异, 以期为梨小食心虫的人工饲养以及测报与防治提供理论依据。【方法】本研究对室内继代饲养的和从田间采集的梨小食心虫, 在室内同等条件下饲养, 较系统地观察两者的生物学特性并对其主要生命表参数进行了比较。【结果】在本试验条件下, 梨小食心虫室内继代饲养种群的蛹期极显著长于自然种群（t=-10.78, df=4, P=0.0004）; 卵期、 幼虫期以及预蛹期均稍长于自然种群, 但无显著差异。室内继代饲养种群的幼虫存活率、 化蛹率、 羽化率极显著高于自然种群（存活率： t=-7.61, df=4, P=0.0016; 化蛹率： t=-24.32, df=4, P=0.0017; 羽化率： t=-6.96, df=4, P=0.0022）; 两个种群的卵孵化率、 蛹重、 成虫寿命、 产卵前期、 产卵期及单雌产卵量均无显著差异。自然种群蛀果率高于室内继代饲养种群, 但差异不显著。生命表分析表明, 梨小食心虫室内继代饲养种群的种群趋势指数I、 净增殖率R₀、 内禀增长率r_m、 平均世代周期T、 周限增长率λ均极显著高于自然种群（I： t=-12.20, df=4, P=0.0003; R₀： t=-11.72, df=4, P=0.0003; r_m： t=-9.77, df=4, P=0.0006; T： t=-12.05, df=4, P=0.0003; λ： t=-9.79, df=4, P=0.0006）, 种群加倍时间Dt极显著低于自然种群（t=7.17, df=4, P=0.0020）。【结论】室内继代饲养种群在室内连续饲养50多代后, 与自然种群比较, 不仅各生命表参数和钻蛀危害果实的能力没有下降, 反而在与自然种群同等的室内饲养条件下, 表现了更好的适应性, 在本供试条件下, 后代具有更大的种群增长潜力。所以, 利用室内继代饲养种群进行的相关试验研究结果可以作为梨小食心虫预测预报与防治实践的依据。     

桃蛀螟性信息素结合蛋白Cpun-PBP1的cDNA克隆、表达谱及其与配体化合物的结合特性分析

【目的】为了更好地了解性信息素结合蛋白（pheromone binding proteins, PBPs）在桃蛀螟Conogethes punctiferalis （Guenée）嗅觉识别过程中的作用,明确其与配体化合物的结合特性。【方法】本研究利用RT-PCR结合RACE方法克隆了桃蛀螟一个性信息素结合蛋白基因;采用Real-time PCR方法分析了该蛋白在桃蛀螟不同发育阶段及雌雄蛾间的表达差异;利用荧光竞争结合实验对Cpun-PBP1蛋白与16种配基化合物的结合特性进行了分析。【结果】克隆了一个桃蛀螟性信息素结合蛋白基因,命名为Cpun-PBP 1（GenBank登录号：KP027486）。Cpun-PBP 1开放阅读框全长510 bp,编码 169个氨基酸,预测分子量为19.12 kDa,等电点为5.09,N-末端包括由起始位置开始的30个氨基酸组成的信号肽。蛋白特征分析显示,该氨基酸序列具有昆虫气味结合蛋白的典型特征,即含有6个保守的半胱氨酸残基。Cpun-PBP 1在桃蛀螟成虫阶段表达量最高,且几乎全部在触角中表达,卵期微量表达,幼虫期和蛹期均不表达。通过构建Cpun-PBP 1原核表达载体,诱导并获得Cpun-PBP 1重组蛋白。荧光竞争结合实验对2种性信息素组分和14种寄主植物挥发物的结合力发现,Cpun-PBP1不但能有效地与桃蛀螟性信息素组分（顺-10-十六碳烯醛和十六醛）结合,结合常数分别为7.32和9.39 μmol/L;还能与8种寄主植物挥发物有效结合;其中,与莰烯的结合能力最强,结合常数为3.76 μmol/L。【结论】根据这些结果,我们推测Cpun-PBP1在桃蛀螟感受性信息素和寄主植物挥发物的过程中发挥着双重作用。     

印楝素乳油对梨小食心虫的防控效果研究

【目的】探索0.3%印楝素乳油对梨小食心虫Grapholita molesta的控制效果。【方法】根据梨小食心虫的生物习性,采用浸渍法和浸虫法对梨小食心虫1日龄、3日龄、5日龄的卵和3龄、5龄幼虫进行了杀虫活性测定,采用药膜法对梨小食心虫初孵幼虫进行毒力测定,并通过田间试验测定0.3%印楝素乳油对梨小食心虫的控制效果。【结果】0.3%印楝素乳油对梨小食心虫1日龄、3日龄和5日龄卵的致死中量分别为6.5195、4.5789、6.6268 mg/L,对初孵幼虫的致死中量为6.0495 mg/L,效果较好,而对3龄和5龄幼虫几乎没有杀伤作用。使用有效成分为2.0 mg/kg~3.0 mg/L的印楝素乳油在田间进行梨小食心虫防治试验时,药后5 d和10 d的防治效果在63.18%~76.22%之间,至药后15 d时,防效则下降到27%以下,果实受害明显,表明该药剂已失去控制作用。【结论】印楝素乳油不能作为防治梨小食心虫的专用药剂,仅可在其发生危害的初期,防治其他害虫时,作为兼治的药剂来使用。     

果园梨小食心虫越冬幼虫与成虫发生的关系

【目的】探明梨小食心虫Grapholita molesta (Busck)在果园中的越冬场所及越冬幼虫与越冬代成虫发生的关系, 为更好地防治梨小食心虫提供科学依据。【方法】选取山东省不同地区（济南、泰安、肥城、广饶、莱芜）6个代表性的果园进行系统调查, 刮树皮调查记录梨小食心虫越冬幼虫在树体上的分布和存活情况, 利用封闭纱网调查土壤中梨小食心虫越冬幼虫数量, 同时利用性诱集和糖醋液对越冬代成虫发生量进行监测, 分析同园越冬幼虫与成虫发生的关系。【结果】梨小食心虫幼虫平均越冬成活率高达62.99%; 不同果园间梨小食心虫的越冬幼虫数量差异显著（P<0.001）。 越冬场所选择更倾向于树体下部（45.10%）和中部（46.28%）以及相应的主干（28.48%）和主枝（44.24%）, 而位于树体上部(8.62%)及相应的侧枝(27.28%)的相对较少; 对树枝方位的选择没有显著差异（P>0.05）（东27.57%, 西26.13%, 南23.76%, 北22.54%）。同园越冬幼虫数量与越冬代成虫诱集数量无显著相关性。【结论】梨小食心虫以老熟幼虫在果树中、下部主干和主枝及树干周围的土壤中越冬。梨小食心虫在果园调查获得的越冬幼虫数量不能作为该果园翌年越冬代成虫发生和防治的依据, 发生危害情况还需根据周围环境情况做综合考虑。