荔枝蒂蛀虫性信息素感受相关基因的鉴定及功能研究

Conopomorpha sinensis (Lepidoptera: Gracillariidae) is the main pest of litchi and longan and cause large area damage to litchi and longan in May to September. Its control depending on chemical pesticide is the main reason of 3R question. Sex pheromone related method is the effective way to avoid pesticide use, reduce pestcide residue and improve food safety problem of litchi and longan industry. The constituent of sex pheromone of C. sinensis is identified preliminary, but the mechanism of sex pheromone is unknown. So, this project takes litchi fruit borer as the objece of study. Firstly, we will get pheromone binding proteins and pheromone receptors genes by transcriptome analysis. Then is the different treatment of gene silence. After the effectiveness evaluation of gene silence, we test the effect of different gene silence on sex pheromone detection of C. sinensis. Then we can determine the sequence and functional mode of sex pheromone related genes. This study explore the molecular mechnism of sex pheromone in C. sinensis, provide theoretical basis for development of disturbance technology and behavior regulation of C. sinensis, also provide technology support to developing prevent method to avoid pesticide use and reduce pestcide residue.

荔枝蒂蛀虫属鳞翅目细蛾科，在我国华南地区5-9月大面积蛀果危害，造成严重的经济损失。目前生产上防治荔枝蒂蛀虫主要依赖化学农药是造成3R问题的主要原因。性信息素防治从生态学角度控制害虫，可以有效减少化学农药的使用，促进荔枝龙眼产业可持续发展。荔枝蒂蛀虫性信息素成分已经得到初步鉴定，但是其感受机制未见报道。所以，本项目以荔枝蒂蛀虫为研究对象，首先通过转录组分析性信息素结合蛋白和性信息素受体两类与性信息素感受相关的重要基因，然后采用单个和多个基因交叉组合的不同处理进行基因沉默，使关键基因在昆虫体内不表达，然后测定不同处理的基因沉默对荔枝蒂蛀虫感受性信息素诱芯功能的影响。探明荔枝蒂蛀虫性信息素感受的相关基因及其在感受性诱芯过程中的作用方式。该研究不仅在理论上探明荔枝蒂蛀虫感受性信息素相关基因的作用机制，为荔枝蒂蛀虫两性干扰剂和行为调控技术的研究提供理论基础，并为绿色防控技术的开发提供技术支撑。

信息素感受是鳞翅目昆虫雌雄个体间特异的种间通讯方式。本研究中采用建立转录组数据库的方法，在荔枝蒂蛀虫成虫触角上，鉴定得到大量信息素感受相关基因，并进一步深入研究功能。.首先，建立荔枝蒂蛀虫触角的转录组数据库，共筛选得到8个信息素感受相关基因，包括3个信息素结合蛋白基因（PBP），分别命名为CsinPBP1、2、3（GenBank登录号:MF093145、MF093146和MF093147）和5个信息素受体基因(PR)（GenBank登录号:MF625578、MF625581、MF625582、MF625632和MF625637），采用在线软件对这些基因进行生物信息学分析。另外还向GenBank提交了1个共受体基因(Orco)( GenBank登录号: KX618692)、51个气味受体（OR）、18个味觉受体（GR）和32个离子受体（IR）基因序列。.其次，用荧光定量PCR技术研究荔枝蒂蛀虫信息素感受相关基因在不同组织和时间的表达模式。结果显示：CsinPBP1-3基因都仅在雌虫和雄虫触角中表达，幼虫期和蛹期均不表达，在成虫头（去除触角）、胸、腹、足及翅中也不表达。进一步分析，CsinPBP1-3在雄蛾触角中的表达量分别是雌蛾触角的1.94，28.19和32.94倍，雌雄蛾触角间有显著差异。.最后，通过显微注射dsRNA对CsinPBP3基因实施沉默，RT-PCR和荧光定量PCR结果表明基因的mRNA表达量被明显抑制，触角电位（EAG）结果表明干扰后荔枝蒂蛀虫对性信息素诱芯的EAG触角电位下降80%，Y型嗅觉仪行为选择试验表明干扰后荔枝蒂蛀虫对性信息素诱芯的行为选择变弱。.本研究通过荔枝蒂蛀虫信息素感受相关基因的鉴定和功能研究，确定了荔枝蒂蛀虫触角上与信息素感受相关的基因序列，明确了PBP和PR基因的序列特征及表达模式，探索了PBP和PR基因在荔枝蒂蛀虫雄蛾感受性信息素中的作用，为荔枝蒂蛀虫的性信息素防治提供了必要的科学依据。项目已发表文章2篇，待发表2篇。