甜菜夜蛾3个信息素结合蛋白的时空表达和功能分化

蛾类昆虫两性间的化学通讯具有极高的特异性和灵敏性，其生化和分子机制是近年动物嗅觉通讯研究的前沿热点，具有重要的科学意义和潜在应用价值。信息素结合蛋白（PBP）在两性间的信息感受中起重要作用，近年在多种蛾类昆虫的触角中发现有2种甚至3种不同的PBP。不同PBP的时空表达特征如何，它们在功能上又有什么样的分化？本项目拟以重要农业害虫甜菜夜蛾为对象，在我们前期鉴定出3个不同PBP的基础上，进一步利用原位杂交和实时定量PCR技术比较3种PBP在触角内的时空表达差异，并通过RNAi技术及PBP的体外表达和结合实验等研究3种PBP在功能上的分化。研究结果可为进一步明确PBP与性信息素组分间的互作机制，以及为开发基于嗅觉感受的新型害虫行为阻断剂或干扰剂，提供科学依据。

蛾类昆虫两性间的化学通讯具有极高的特异性和灵敏性，其生化和分子机制是近年动物嗅觉通讯研究的前沿热点，具有重要的科学意义和潜在应用价值。信息素结合蛋白（PBP）在两性间的信息感受中起重要作用，蛾类昆虫一般含有 3 种不同的 PBP基因。不同 PBP 的时空表达特征如何，它们在功能上又有什么样的分化？本项目以重要农业害虫甜菜夜蛾和斜纹夜蛾为对象，在前期鉴定出 3 个不同 PBP基因的基础上，进一步通过半定量PCR、定量PCR、离体配体结合试验和活体RNAi实验等研究技术，对上述问题进行研究。主要研究结果有：1）在两种夜蛾中，3个PBP基因均只在（或几乎只在）触角中表达，但3个基因表达量在雌雄间的差异明显不同。PBP1在雄性触角中显著高表达，而PBP2和PBP3在雌雄间差异较小。2）3个PBP 对不同性信息素组分均没有明显的选择性，但不同PBP对性信息素组分的结合能力显著不同，PBP1显著高于PBP2和PBP3。3）综合分析认为，PBP1在性信息素感受中起主要作用，PBP2和PBP3起次要作用，且3个PBP对性信息素不同组分均没有明显的识别作用。在对两种夜蛾PBP功能分化研究的同时，为了更全面了解昆虫的嗅觉机制，我们还开展了以下扩展研究：（1）对两种夜蛾的其他嗅觉基因（GOBP、CSP、OR和SNMP）及其功能进行研究；（2）对其他重要代表性昆虫（褐飞虱、大螟和樟巢螟）的PBP等嗅觉基因及其功能进行研究。上述研究所取得的成果对于明确昆虫的嗅觉机制，以及为开发基于嗅觉感受的新型害虫行为阻断剂或干扰剂，均具有重要意义。