二化螟嗅觉相关蛋白基因功能研究及功能气味物质的筛选

昆虫触角感受器中的气味结合蛋白(odorant binding proteins, OBPs)与脂溶性气味物质的结合是昆虫专一性识别外界气味物质的第一步生化反应，对于昆虫与外界进行信息交流具有重要意义。在前期研究工作基础上，本研究从二化螟触角中克隆与嗅觉相关的气味结合蛋白基因，通过定位、表达等，探索蛋白的功能；同时采用反向化学生态方法，以体外表达的昆虫气味结合蛋白为载体进行蛋白与气味分子之间的结合实验，运用GC-MS分析定量表达的蛋白对不同气味分子的结合能力，采用昆虫行为学方法从大量的气味分子源中筛选对二化螟等生物学行为有吸引或干扰作用的物质，了解气味结合蛋白在昆虫嗅觉系统中的作用，丰富昆虫嗅觉感受的分子机制，并为利用筛选的气味物质开发昆虫引诱剂或干扰剂奠定分子生物学和生物化学基础。

二化螟Chilo suppressalis (Walker)是我国水稻上重要的害虫。昆虫嗅觉在感受气味物质、寻找寄主、交配等方面起着重要的作用。在对二化螟触角感器有一定了解的基础上，有必要对其嗅觉识别的分子机制进行研究，阐明嗅觉反应的本质原因，找到新的作用靶标，为筛选、研究安全高效的引诱剂、趋避剂等提供帮助；同时昆虫作为良好的模式生物，对其嗅觉的研究能够有助于深入研究人类嗅觉的本质。本研究通过RT-PCR、RACE、cDNA文库筛选等方法克隆得到了嗅觉相关的蛋白基因，Real-time PCR方法分析了各嗅觉基因在二化螟各组织中的分布。原核系统表达纯化了GOBP1蛋白、并对蛋白的功能进行了研究。获得的主要结果如下：.已成功克隆了二化螟PBP1、PBP3及11个OBPs、7个CSPs基因。利用real time PCR鉴定了OBPs及CSPs基因在二化螟各组织中的表达，结果表明6个OBP基因在二化螟触角中高表达，1个OBP在二化螟下颚须中高表达，这些在嗅觉器官中高表达基因可能在气味识别过程中起着重要作用。CSPs基因表达结果表明CSP7在二化螟触角中高表达，而其它CSPs基因表达方式不同。.对PBPs基因的结构分析表明二化螟的PBP基因结构相似，内含子插入位置相同。对PBP1、PBP2、PBP3在各组织中表达结果分析表明，PBPs基因主要在二化螟触角中高表达，而在其它组织中不表达。在将PBP1、PBP2、PBP3基因连入原核表达载体基础上对基因的表达条件进行了优化，使其高表达且可溶性蛋白量最大化。同时利用表达的蛋白制备了多克隆抗体。利用表达纯化后的蛋白与气味分子的结合，正在补充筛选对不同蛋白结合能力强的气味分子这部分试验。.Real-time PCR结果表明gobp1基因主要在二化螟雌雄虫触角中表达，且表达量相似，可能参与嗅觉识别。竞争性结合实验表明信息素cis-11-hexadecenal, cis-9-hexadecenal和 phenylacetaldehyde三种物质有很强的结合能力。