EBF类似物与OBPs的互作机制及新型蚜虫行为控制剂合理设计

蚜虫是非常重要的农业害虫之一，以生态学为基础结合蚜虫自身的行为特点，寻找新的蚜虫控制方法，尤其是安全有效的控制物质是农业可持续发展和环境保护的迫切需要。为了探索蚜虫报警信息素（EBF）及其类似物与蚜虫嗅觉结合蛋白（OBPs）之间的作用规律，并合理设计新型蚜虫控制物质，本项目拟在前期研究基础上，通过分子生物学、计算化学、农药学等多学科交叉的思路，以豌豆蚜的OBPs序列为起点,通过计算化学模拟构建OBPs的三维结构，通过分子对接、分子动力学等技术研究EBF及类似物与OBPs的相互作用方式，构建合理的授受作用模型，从而指导设计合成新的蚜虫行为控制物质，并通过生物学竞争结合试验和行为学试验进行验证。本项目研究将对发现新型高效安全的害虫控制剂具有重要的理论意义和潜在的应用价值。

蚜虫是非常重要的农业害虫之一，以生态学为基础结合蚜虫自身的行为特点，寻找新的蚜虫控制方法，尤其是安全有效的控制物质是农业可持续发展和环境保护的迫切需要。为了发现具有新颖作用机制和结构的新型蚜虫控制剂，本项目通过分子生物学、计算化学、农药学等多学科交叉的思路，围绕项目研究目标和任务，主要开展了蚜虫OBP分子生物学、EBF类似物设计与合成、小分子与OBP之间的竞争结合试验以及授受之间作用规律、高活性EBF类似物的深入研究四个方面的研究工作，并取得了如下具有创新性的成果：1）通过‘化学到生物’和‘生物到化学’两种研究途径，首次发现OBP7和OBP3是蚜虫化学信息通讯系统中关键的OBPs；2）通过小分子与OBP蛋白竞争结合试验和分子对接理论研究，发现疏水性在授受之间发挥重要作用；3）基于OBP的特点和天然EBF的结构特征，合理设计多个系列结构新颖的EBF类似物；4）通过离体、活体及田间试验，以及I期毒性和生态毒理学试验，发现一个EBF类似物CAU1204具有生态友好，对非靶标生物安全的特性，是一种潜在的新型绿色仿生蚜虫行为控制剂。.以干扰昆虫化学信息通讯系统为思路，基于蚜虫OBP开展新型蚜虫行为控制剂的研究，在国际上尚属先例。这些研究结果，对开发新的蚜虫绿色防控技术具有重要的理论和实际意义。也为以生态学为基础，通过研究蚜虫自身的行为特点，寻找新的蚜虫控制方法，尤其是安全有效的控制物质提供了很好的思路。.本项目按计划执行，并完成了预期研究目标，首次发现了蚜虫化学信息通讯系统中关键的OBPs，探索了蚜虫报警信息素（EBF）及其类似物与蚜虫嗅觉结合蛋白（OBPs）之间的作用规律，并合理设计发现了1个具有生态友好的新型绿色仿生蚜虫行为控制剂。有关研究成果发表论文14篇，其中SCI论文4篇。申请发明专利3项，获得授权发明专利2项，培养研究生3名。参与主办‘第四届农药与环境安全’国际会议一次，主持人担任本次会议学术委员会主席并作为副主编出版论文集一部，参加国际会议6人次并作口头报告2人次，先后邀请国外专家3人次来项目组交流。