桔小实蝇产卵行为的信号传导分子机制研究

本项目以桔小实蝇为试虫，提取桔小实蝇雌虫跗节的mRNA, 克隆获得其跗节接触化学感受受体tarsal contact-chemoreceptor（TCR）；利用噬菌体展示技术构建桔小实蝇雌虫跗节cDNA文库，并以TCR为诱饵蛋白筛选获得桔小实蝇雌虫跗节中与TCR相互作用的信号通路蛋白；应用免疫共沉淀技术验证TCR蛋白与这些信号蛋白的蛋白的互作；利用RNAi技术及单感受器记录Single Cell Recording（SCR）相结合的方法详细研究这些信号通路蛋白在昆虫产卵行为中的作用。本项目从分子水平揭示昆虫产卵行为过程中接触化学刺激信号传导的分子机理；探索昆虫行为反应的本质规律，研究昆虫与环境化学物质的信息联系途径。项目的完成对开辟害虫治理新途径，创制新型、高效、安全的"害虫产卵行为调节剂"具有重要意义。

桔小实蝇利用灵敏的化学感受系统来完成取食、求偶、交配、产卵等行为，但是我们对其化学感受系统的分子过程仍缺乏理解，本项目利用二代测序技术测定了桔小实蝇卵、幼虫、成虫化学感受组织四个发育时期的转录组，鉴定到31个OBPs，4个CSPs，23个ORs，11个IRs，6个GRs ，3个SNMPs，共78个化学感受基因。分别对鉴定的化学感受基因进行组织表达和系统发育分析，组织表达分析识别到大量在触角特异高表达的OBPs, CSPs, ORs, IRs和SNMPs，这些基因可能参与了桔小实蝇对性信息素和普通气味的感知，此外BdorOBP19c在性成熟雌虫直肠腺中特异高表达，可能参与桔小实蝇雌虫性信息素的结合和转运；而系统发育分析也帮助我们推断出了一些化学感受基因的潜在功能。紧接着对桔小实蝇味觉受体BdorGr5a、BdorGr32a和BdorGr68a进行功能研究，研究发现桔小实蝇成虫能够有效地识别七种甜味物质和四种苦味物质，而BdorGr5a基因dsRNA处理组对海藻糖的敏感性下降，说明BdorGr5a基因功能涉及海藻糖感知, BdorGr32a和BdorGr68a基因dsRNA处理组进行求偶交配行为分析试验中则没有发现其与对照组的差异。此外，我们已原核表达纯化出了桔小实蝇触角特异高表达的OBPs，接下来将进一步进行功能研究。本项目对桔小实蝇化学感受基因的鉴定和功能研究为桔小实蝇以及其他害虫的防控提供了重要靶标。