苜蓿盲蝽气味结合蛋白基因鉴定及分子识别功能

深入研究昆虫气味结合蛋白(Odorant Binding Proteins,OBPs)不仅有助于明确昆虫嗅觉识别机制，而且可以为靶标害虫控制和有益昆虫利用提供新途径和新方法。本申请以苜蓿盲蝽为研究对象，在前期成功构建苜蓿盲蝽触角cDNA文库的基础上，鉴定相关气味结合蛋白（OBPs）基因的全长序列，采用实时荧光定量PCR技术明确气味结合蛋白基因的组织发育表达谱。克隆并表达重组气味结合蛋白，通过荧光配体竞争结合试验解析重组蛋白与化学信息气味分子的结合特征和气味识别谱，优选获得强结合气味分子；利用GC-EAD技术和昆虫嗅觉行为仪进一步验证苜蓿盲蝽对强结合气味分子的趋向行为反应和电生理功能，深入阐明苜蓿盲蝽触角气味结合蛋白与气味信息分子的相互作用规律，探讨研制引诱剂或趋避剂组合，开创害虫治理新途径。

利用SMART技术成功构建苜蓿盲蝽雌雄触角的cDNA文库，鉴定包括14个气味结合蛋白基因，8个化学感受蛋白基因，2个气味受体基因，8个气味降解酶候选基因。利用Real-time qPCR方法解析了14个苜蓿盲蝽气味结合蛋白基因(AlinOBP1-AlinOBP14)在成虫不同组织间的表达谱。根据在各组织间的表达量不同将14个OBP基因分成4类。Class I主要在触角中表达，Class II主要在足和头部表达，Class III几乎全部在头部表达；Class IV 主要在雄性触角、雌性触角、头和足中表达，而且表达量相差不显著。克隆并表达了上述重组气味结合蛋白，通过荧光配体竞争结合试验解析重组蛋白与化学信息气味分子的结合特征和气味识别谱。结果发现，AlinOBP1、AlinOBP3、AlinOBP4能够同时结合性信息素类似物和某些棉花挥发物，在感受性信息素和植物挥发物的过程中发挥双重作用。此外，对AlinOBP4进行 RNAi 后48小时的苜蓿盲蝽相对于对照昆虫对性信息素类似物的EAG反应显著下降。AlinOBP2、AlinOBP5、 AlinOBP8、 AlinOBP10、 AlinOBP13等只能够结合相应的棉花的挥发物，特别是AlinOBP13只能识别萜烯类的棉花挥发物。化学感受蛋白AlinCSP1-6均在苜蓿盲蝽成虫触角高表达，荧光竞争结合实验表明AlinCSP1-6都可以有选择性的结合多种寄主棉花挥发物。通过重组蛋白荧光竞争结合实验筛选获得与大多数OBPs广泛结合的候选气味化合物如：β-紫罗兰酮、β-蒎烯、月桂烯、3-己酮、反-2-己烯醛等均能够引起雌雄苜蓿盲蝽不同程度的电生理及行为反应，这些候选功能化合物可以作为引诱剂或驱避剂的备选组分应用到田间治理苜蓿盲蝽。. 项目在Insect Biochemistry and Molecular Biology、Insect Molecular Biology、Journal of Chemical Ecology 等学术期刊发表SCI源论文9篇，中文核心期刊论文2篇，授权发明专利1项。