β-紫罗兰酮衍生物对绿盲蝽的引诱作用机制研究

Apolygus lucorum (Meyer-Dür) are major pests responsible for damages to agriculture. The increasing population of A.lucorum since growing Bt cotton widely, makes their population control urgent. β-ionone derivative with excellent attractivity to A.lucorum and environmental friendly character was discovered in our preliminary study. Based on the above result, the effect of β-ionone derivative on the A.lucorum antennal sensilla will be revealed by insect electrophysiological research. Recognition of β-ionone derivative by A. lucorum odorant binding proteins (OBPs) will be illustrated through studying the binding between A. lucorum OBPs and the chemical, as well as the interaction characteristics. This project is aimed to understand the attraction mechanism of β-ionone derivative to A.lucorum. It will be useful for developing high effective and environmental friendly agricultural pests control agents on the basis of plant volatile derivatization, and provide new ideas for integrated pest management based on insect ecology.

绿盲蝽是农业生产上的一类重要害虫，近年来Bt棉花的大面积种植，造成绿盲蝽种群数量剧增，使得对绿盲蝽的防治任务尤为迫切。前期研究发现了对绿盲蝽具有优异引诱活性且环境友好的β-紫罗兰酮衍生物。在此基础上，本项目以绿盲蝽为研究对象，基于昆虫触角感受器电生理研究，揭示β-紫罗兰酮衍生物对绿盲蝽触角感受器的作用；开展绿盲蝽OBPs与β-紫罗兰酮衍生物的结合作用及特性研究，揭示绿盲蝽OBPs对β-紫罗兰酮衍生物的识别机制，旨在从生理及分子水平，阐明β-紫罗兰酮衍生物对绿盲蝽的引诱作用机制，为基于植物挥发物衍生开发高效、环境友好害虫引诱剂提供理论依据，并为基于生态学开展农业害虫综合治理提供新思路。

绿盲蝽是农业生产上的一类重要害虫，近年来Bt棉花的大面积种植，造成绿盲蝽种群数量剧增，使得对绿盲蝽的防治任务尤为迫切。前期研究发现了对绿盲蝽具有优异引诱活性且环境友好的β-紫罗兰酮衍生物。本项目首先制备了β-紫罗兰酮衍生物，建立了绿盲蝽实验室种群。基于单感器记录技术，发现了绿盲蝽锥形感器可强烈响应β-紫罗兰酮衍生物，揭示绿盲蝽锥形感器是β-紫罗兰酮衍生物的靶标感受器。通过生物信息学方法鉴定出38个绿盲蝽OBPs基因，构建完成11种绿盲蝽OBPs表达载体，表达纯化制备得到绿盲蝽OBP2、OBP6、OBP10、OBP12、OBP19、OBP25、OBP27、OBP28、OBP30、OBP33、OBP34共11种重组蛋白。竞争结合试验结果表明， OBP27、OBP30、OBP34与β-紫罗兰酮衍生物的结合能力强，揭示绿盲蝽OBP27、OBP30、OBP34在识别β-紫罗兰酮衍生物过程中发挥了重要作用。圆二色谱实验结果表明，β-紫罗兰酮衍生物与OBP27、OBP30、OBP34结合，诱导了OBPs构象的变化，导致蛋白质多肽轻微展开，使得一些被掩埋的疏水区域暴露。本项目研究结果从生理及分子水平，阐明了β-紫罗兰酮衍生物对绿盲蝽的引诱作用机制。