淡足侧沟茧蜂识别感染核型多角体病毒甜菜夜蛾的嗅觉分子机理

Microplitis pallidipes Szepligeti and nucleopolyhedrovirus (NPV) are the important biocontrol agents to control Spodoptera exigua (Hübner) natural populations in fields. Previous study indicated that adult M. pallidipes could discriminate virus-infected and healthy host larvae of S. exigua, while the olfactory molecular mechanism has not been reported. In this study, Molecular biology and chemical ecology technologies will be used to collect and determine the odor volatiles of different treats including host plants（healthy larval，virus-infected larval and no larval）and virus-sparied host plants（virus-infected larval and no larval），which based on the construction of the cDNA gene bank of M. pallidipes antenna and the cloning, expression and purification of odorant binding protein of M. pallidipes. After the experiment of fluorescent competition, we will reveal the binding effects of odorant binding proteins to odor molecules of the volatiles from all treatments . Also, we will confirm the taxis responses of Microplitis pallidipes to odor volatiles by Y-shaped olfactometer and field cage trpping test. Expected results will not only theoretically contribute to the understanding of the competitive relationship between two natural enemies, but also practically provide a scientific basis on the combined application of the two biocontrol agents. Meanwhile, this study will provide reference for the development of attractant of parasitoids selecting healthy host larvae.

淡足侧沟茧蜂与核型多角体病毒是甜菜夜蛾田间自然种群数量的重要调节因子，申请者前期研究发现寄生蜂能识别感毒和未感毒甜菜夜蛾，但关于寄生蜂对感毒寄主和未感毒寄主识别的机理尚未见报道。本研究应用分子生物学和化学生态学的方法，分别收集、鉴定无菌水植株、喷病毒植株、感毒寄主+无菌水植株、未感毒寄主+无菌水植株、感毒寄主+喷病毒植株等5个不同处理诱导的挥发性气味化合物组分；在构建淡足侧沟茧蜂的触角cDNA文库及克隆、表达、纯化侧沟茧蜂气味结合蛋白的基础上，通过荧光竞争试验研究淡足侧沟茧蜂气味结合蛋白对各种处理挥发物气味分子的结合能力；并通过室内“Y”型嗅觉仪和田间罩笼试验验证淡足侧沟茧蜂对气味化合物的趋性行为。预期研究结果不仅在理论上有助于深入理解2类天敌对寄主的竞争关系，且在实践上为侧沟茧蜂和核型多角体病毒的协同应用提供科学依据，并期望能为研发对侧沟茧蜂选择未感毒寄主的引诱剂提供资料。

淡足侧沟茧蜂与核型多角体病毒是甜菜夜蛾田间自然种群数量的重要调节因子，可以有效控制田间甜菜夜蛾的发生。本项目采用PacBio Sequel测序平台对淡足侧沟茧蜂的雌蜂和雄蜂的触角混合样进行全长转录组测序，共获得520217个RoI，序列平均长度为2498bp。利用ANGEL 软件进行CDS预测分析比对发现，共有302个淡足侧沟茧蜂气味结合蛋白相关的基因，将Unigene在NR、eggNOG、GO、KEGG数据库中注释发现，有75.74%（85805个）Unigene在NR数据库比对到毁侧沟茧蜂Microplitis demolitor；Unigene在GO注释的分子功能组中以结合活性（6748个）、催化活性（5092个）最多；在KEGG数据库的分析中发现，可能与淡足侧沟茧蜂气味结合相关的Unigene在氨基酸代谢（233个）、环境信号转导（813个）、细胞运输（368个）等过程中被注释。针对得到的淡足侧沟茧蜂气味结合蛋白MpOBP8和MpOBP10，运用相关生物信息学软件对它们与其他物种的气味结合蛋白进行了序列相似性比对及亲缘关系推断，并成功构建了pET28a(+)-MpOBP8、pET32a(+)-MpOBP8、 pET28a(+)-MpOBP10及pET32a(+)-MpOBP10原核表达载体。通过对MpOBP8原核表达条件的优化调整，探索出了它的最优表达条件，获得了含量较高的该气味结合蛋白；通过重组气味结合蛋白MpOBP8与不同气味分子的结合试验，探索了不同配基气味分子与MpOBP8的结合效果。发现β-紫罗兰酮化学配基与淡足侧沟茧蜂MpOBP8的结合效果最好，解离常数为25.37，IC50值为26 μM。采用“Y”型嗅觉仪观察不同挥发物对淡足侧沟茧蜂的行为反应，其中β-紫罗兰酮、β-香茅醇、水杨酸甲酯、2-庚酮这四种物质选择性较强。进一步田间笼罩测定表明：淡足侧沟茧蜂对于β-紫罗兰酮、β-香茅醇、水杨酸甲酯的趋向性显著高于对照。研究结果不仅在理论上有助于深入理解2类天敌对寄主的竞争关系，且在实践上为侧沟茧蜂和核型多角体病毒的协同应用提供科学依据，并能为研发对侧沟茧蜂选择未感毒寄主的引诱剂提供资料。