中红侧沟茧蜂非典型嗅觉受体OR83b的功能研究

OR83b在整个昆虫嗅觉信号转导过程中具有重要作用。深入解析OR83b的功能不仅有助于明确昆虫嗅觉识别机制，而且可以为通过行为调控治理害虫和保护天敌提供新策略。本申请以中红侧沟茧蜂为研究对象，在前期成功构建触角cDNA文库的基础上，获得OR83b和其他主要典型嗅觉受体ORs基因全序列，采用原位杂交技术和实时荧光定量PCR技术明确OR83b在不同感器中的发育表达谱及与其他典型受体的共表达情况。利用爪蟾卵母细胞表达系统和双电极膜片钳技术解析OR83b在其他典型ORs感受气味过程中的不可或缺性。运用RNAi技术沉默OR83b，通过qRT-PCR方法检验沉默效果；同时结合GC-EAD和昆虫嗅觉行为仪检测沉默OR83b对中红侧沟茧蜂感受气味分子的电生理及行为反应的影响。系统阐明OR83b在中红侧沟茧蜂感受信息物质过程中的功能，明确昆虫嗅觉识的分子机制，为靶向筛选和设计昆虫嗅觉行为调控剂提供理论依据。

采用SMART cDNA 文库、Illumina HiSeqTM2000转录组测序并结合国际公开的昆虫基因组数据库分析，共计在中红侧沟茧蜂触角中鉴定130个嗅觉受体基因（ORs），包括1个非典型嗅觉受体OR83b（现国际上统一命名为ORco）基因。另外，还鉴定20个味觉受体基因（GRs）和17个离子型受体基因（IRs）。qPCR表达谱结果表明，MmedORco主要在中红侧沟茧蜂触角中表达，且雄蜂触角中的含量显著高于雌蜂触角，另外该基因在头部、翅部、足部及胸部有少量表达。采用RNAi技术成功对中红侧沟茧蜂非典型嗅觉受体基因MmedORco进行了敲除， 半定量RT-PCR 和实时荧光定量qPCR 检测结果表明MmedORco 的mRNA 转录本被显著抑制（P < 0.05）。触角电位EAG 结果表明，MmedORco沉默处理的中红侧沟茧蜂成虫对壬醛和α-法尼烯的EAG反应值下降超过70 %。“Y”型嗅觉行为观察试验结果表明，敲除MmedORco的中红侧沟茧蜂成虫对壬醛和α-法尼烯的选择趋向行为明显降低。上述结果表明，中红侧沟茧蜂非典型嗅觉受体基因MmedORco在寄生蜂嗅觉识别过程的具有重要作用。60个候选典型OR基因表达谱表明，嗅觉受体主要在中红侧沟茧蜂雌/雄触角中高表达或特异性表达。17个离子型受体基因主要在触角组织表达，western blot及免疫组化结果显示非典型离子型受体IR8a主要在触角嗅觉受体神经元表达。荧光结合实验表明，气味结合蛋白MmedOBP9与法尼醇、法呢烯及乙酸乙酯结合力最强，而MmedOBP10与2-辛酮、壬醛、顺-3-壬烯-1-醇、乙酸叶醇酯和α-法尼烯等结合能力较强。上述测试气味化合物均能够引起雌/雄寄生蜂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寄生蜂嗅觉调控剂备选组分应用到田间“控害保益”的治理策略中。. 项目在International Journal of Biological Sciences、Journal of Chemical Ecology、Journal of Insect Physiology 等学术发表SCI源论文13篇，中文核心期刊论文3篇，申报发明专利1项。