大蒜精油活性物质对麦蛾产卵忌避的分子机理研究

麦蛾是我国三大重要储粮害虫之一。当前麦蛾的防治主要以化学熏蒸为主，但长期使用化学熏蒸剂不仅会导致害虫抗性的产生，而且会影响食品安全和环境保护，因此寻求一种安全有效的"绿色谷物保护剂"已势在必行。本实验室前期研究发现，大蒜精油对麦蛾产卵行为具有显著的忌避作用，对麦蛾的防治具有极大的应用潜力。目前有关大蒜精油忌避麦蛾产卵的机理尚未明确，本项目拟在此基础上，进一步开展以下工作：1）筛选鉴定大蒜精油中具产卵忌避作用的活性物质；2）克隆麦蛾触角普通气味结合蛋白GOBP I、II基因，并检测雌雄麦蛾GOBP I、II的表达；3）原核表达并纯化GOBP I、II蛋白，分析GOBP I、II蛋白与大蒜精油活性物质的结合特性，最后采用分子对接模拟活性物质与蛋白之间的相互作用。研究结果将为麦蛾产卵忌避剂的人工合成提供先导化合物，为进一步阐明大蒜精油活性物质对麦蛾产卵忌避的分子机理奠定基础。

麦蛾是我国三大重要储粮害虫之一，当前麦蛾的防治主要以化学熏蒸为主，但长期使用化学熏蒸剂不仅会导致害虫抗性的产生，而且会影响食品安全和环境保护，因此寻求一种安全有效的“绿色谷物保护剂”已势在必行。我们前期研究发现大蒜精油对麦蛾产卵行为具有显著的忌避作用，对麦蛾的防治具有极大的应用潜力。在国家基金委的资助下我们对此进行了深入研究，结果如下：1）通过生物测定法及害虫的嗅觉反应试验明确了大蒜精油对麦蛾具有产卵忌避作用的活性物质：二烯丙基三硫醚和二烯丙基二硫醚；2）成功克隆出麦蛾触角气味结合蛋白编码基因GOBP I、II的序列，并检测了活性物质对雌雄麦蛾GOBP I、II的表达量的影响，RT-PCR结果表明大蒜精油的两种活性物质对麦蛾GOBP I、II的表达量具有较大影响，但变化趋势不一致：二烯丙基三硫醚处理雌雄虫后，GOBP I、II的表达量先升高后降低，40min时表达量可升高1.5倍，其后慢慢降低，与对照差异不显著（P>0.5）；经二烯丙基二硫醚处理后的雌虫GOBP I、II的表达量变化不稳定，但均在120min内表达量达到最高峰，与对照差异显著，而雄虫GOBP I、II的表达量在整个处理时间内与对照差异不显著；3）构建了原核表达载体PGEX-GOBPI和II，获得了重组蛋白，分子量分别为46 kDa和42kDa，主要以不可溶性蛋白存在；同时，我们还分离纯化得到了重组蛋白GOBPI和II，纯度分别为94.8％和92.3％；并用凝血酶去除重组蛋白的GST.Tag，得到不含表达标签的重组蛋白GOBPI和II；4）利用Discovery Studio 软件，同源模建了GOBPI和II的蛋白3D模型，利用分子对接模拟了活性物质与蛋白的结合模型，结果表明两种活性物质均能与GOBP I、II结合，其中二烯丙基三硫醚结合能力最强。研究结果将为麦蛾产卵忌避剂的人工合成提供先导化合物，为进一步阐明大蒜精油活性物质对麦蛾产卵忌避的分子机理奠定基础。