化学感受蛋白CSP2介导斜纹夜蛾产卵选择的结构与功能研究

Insects can devote themselves to find their suitable site to oviposit. And chemosensory proteins (CSPs) play a vital role in this biological process. Common cutworm Spodoptera litura（Fabricius）is a major agricultural pest insect in the worldwide, our previous studies have shown that the expression of chemosensory protein 2 (CSP2) can be significant improve after the S. litura were exposed on the nonvolatile botanical secondary metabolites rhodojaponin III treated cabbage leaves. However this mechanism is not clear. Based on this scientific issue, this study intends to use the methods of gene cloning, protein expression and purification to study the structure and its aptamers; gene expression change in the signal transduction. Thus we can clarify the molecular mechanism of the SlCSP2 to guide the S. litura find its suitable site to oviposit. The expected results will provide a basis to better understand the molecular mechanisms of common cutworm-plant interactions, reveal the role of chemosensory proteins to guide the S. litura finding its suitable spawning sites, and establish the theoretical basis of the S. litura management strategy.

昆虫能够通过多种策略选择其合适的产卵场所，化学感受蛋白（CSPs）在此识别过程中起着重要的作用。斜纹夜蛾是是世界性的重大农业害虫，申请者前期工作发现经非挥发性的植物次生代谢物闹羊花素Ⅲ处理后的斜纹夜蛾体内化学感受蛋白SlCSP2基因表达量显著上升。但SlCSP2蛋白是如何指导昆虫选择合适的寄主产卵的机制尚不清楚。本项目拟采用基因克隆、蛋白表达与纯化蛋白、竞争结合和生物测定等生物学手段，重点研究化学感受蛋白SlCSP2的结构并筛选其小分子抑制剂，以及其神经信号传导过程中相关基因的表达量变化。从而明确SlCSP2蛋白指导斜纹夜蛾选择合适产卵场所的机制。预期研究结果有助于深入了解斜纹夜蛾与植物互作的分子机制，揭示SlCSP2蛋白在指导斜纹夜蛾选择合适产卵场所过程中的主要作用，并为得到行之有效的斜纹夜蛾综合防治方法提供理论依据。

昆虫能够通过多种策略选择其合适的产卵场所，化学感受蛋白（CSPs）在此识别过程中起着重要的作用。斜纹夜蛾是是世界性的重大农业害虫，本研究利用X衍射鉴定了斜纹夜蛾化学感受蛋白（SlCSP2）的晶体结构并筛选了它的潜在配体。结果表明，SlCSP2大小约为 26× 31 × 33 Å，具有经典的 6 个 α-螺旋和两个二硫键。同时由Ile45, Leu49, Thr64, Leu68 and Leu82形成1个疏水腔，该疏水腔能够结合草酸，L-苹果酸，柠檬酸，大豆异黄酮，D-海藻糖，D-甘露醇 ，叶酸，闹羊花素III。免疫组化分析结果表明，SlCSP2蛋白主要存在于斜纹夜蛾的触角和足部。我们的研究结果为进一步理解斜纹夜蛾与其寄主的进化关系提供了基础，同时为制定斜纹夜蛾的防治策略提供了理论基础。