華北大黑鰓金龜氣味結(jié)合蛋白功能分析.pdf

1、自然界中,昆蟲個體之間、昆蟲與環(huán)境之間的順利交流是維持這些物種生存與發(fā)展的重要原因之一,而昆蟲靈敏的嗅覺在其中又起到了關(guān)鍵的作用。借助嗅覺系統(tǒng)昆蟲能夠定位寄主、配偶,躲避天敵的捕捉以及避免有毒物質(zhì),觸角作為感受外界環(huán)境的直接器官成為嗅覺系統(tǒng)中不可或缺的一部分,其中的各種有功能的蛋白則是維持正常嗅覺的基礎(chǔ)。華北大黑鰓金龜Holotrichia oblitaFaldermann是我國北方的一種重要的地下害蟲,其廣泛的寄主植物和隱蔽的生活環(huán)境

2、導(dǎo)致防控困難,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活造成了嚴(yán)重的破壞。為了能更好的增進(jìn)對華北大黑鰓金龜嗅覺機(jī)制的認(rèn)識,以科學(xué)、綠色的方法對其進(jìn)行調(diào)控、防治,我們通過分子生物學(xué)手段獲得了華北大黑鰓的兩種氣味結(jié)合蛋白,并對其功能進(jìn)行了研究,同時進(jìn)行了電生理學(xué)和行為學(xué)方面的試驗從宏觀角度了解這兩種蛋白可能的作用。主要研究成果如下:
　　 (1)通過RACE技術(shù)獲得了兩條華北大黑鰓金龜氣味結(jié)合蛋白基因全長,并在Genbank中登錄,登錄號為:GQ856257

3、,GQ856258。通過生物信息學(xué)方法對其序列進(jìn)行分析,研究了它們與其他鞘翅目昆蟲和其他目昆蟲和氣味結(jié)合蛋白的親緣關(guān)系。
　　 (2)表達(dá)純化了OBP1和OBP2融合蛋白,并通過重組腸激酶切除了表達(dá)標(biāo)簽。通過熒光競爭結(jié)合試驗,利用1-NPN為熒光探針研究了它們對73種氣味分子的結(jié)合能力。結(jié)果顯示:OBP1與OBP2能夠較為廣泛的結(jié)合植物揮發(fā)物,但是對信息素化合物結(jié)合能力有限。其中,花香類化合物β-紫羅蘭酮在本結(jié)合試驗中是兩個氣味

4、結(jié)合蛋白最好的配體。OBP1對能夠引起華北大黑鰓金龜強(qiáng)烈趨性的蓖麻的部分揮發(fā)物有較強(qiáng)的結(jié)合能力。OBP2對能引起引誘其他種類金龜子的丁子香酚有好的結(jié)合能力,對常見植物揮發(fā)物水楊酸甲酯親和力也很強(qiáng)。另外,我們發(fā)現(xiàn)兩個氣味結(jié)合蛋白的結(jié)合能力還與氣味化合物的構(gòu)象、所帶基團(tuán)和側(cè)鏈上碳原子個數(shù)有密切的關(guān)系。
　　 (3)選取了部分結(jié)合能力較好的化合物和常見的植物揮發(fā)物對華北大黑鰓金龜進(jìn)行電生理學(xué)試驗,再測試它們對其中能引起較高FAG值的行

5、為學(xué)反應(yīng)。結(jié)果顯示:反-2-己烯醇、芳樟醇、乙酸順-3-己烯酯、1-己醇、鄰氨基苯甲酸甲酯、水楊酸甲酯對華北大黑鰓金龜?shù)奈芰Χ硷@著高于對照正已烷,但辛醛和苯乙醇對華北大黑鰓金龜?shù)奈饔玫陀趯φ照淹?。結(jié)合熒光競爭結(jié)果來看,OBP1和OBP2分別對能引起較高EAG值和顯著行為反應(yīng)的部分植物揮發(fā)物有良好的親和性,如水楊酸甲酯、芳樟醇等。同時,我們發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)能引起華北大黑鰓觸角較高EAG值卻不能與兩個蛋白結(jié)合或者結(jié)合能力很弱。我們推測