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随着Bt棉花推广和普及,棉田盲蝽区域性种群剧增,对棉花等多种经济作物生产造成巨大经济损失。前期田间调查发现,绿盲蝽拥有灵敏的嗅觉能准确定位寄主植物,进行不断的转移危害;另外,雄虫也能根据雌虫分泌的性信息素准确定位雌虫,完成交配。在分子水平上,这一嗅觉识别涉及多种蛋白参与,如气味结合蛋白(Odorant binding proteins,OBPs)、化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)、气味受体(Odorant receptors,ORs)、离子型受体(Ionotropic receptors,IRs)、感觉神经元膜蛋白(Sensory neuron membrane proteins,SNMPs)等,这些蛋白在嗅觉识别中所起到的具体功能是当前化学感受领域的研究热点。本研究主要围绕绿盲蝽嗅觉识别过程的中气味受体基因ORs及其他相关嗅觉基因开展了研究。 通过触角转录组测序鉴定出110条气味受体基因(AlucORs)并命名。46条具有完整的开放阅读框、AlucOrco是最丰富表达的基因。四种组织的半定量结果为:2条AlucORs基因在雌触角特异表达,2条AlucORs基因在雄触角特异表达,10条AlucORs在雌触角高表达,18条AlucORs在雄虫触角高表达。7种不同组织的qPCR结果表明,有40条AlucORs基因在触角中高表达(高于其他身体部位5倍以上),AlucOR91雌触角中的表达量要比其他组织高7.4倍以上,9条AlucORs在雌触角中的表达量比其他组织高5.5~38.1倍。另外,进化树分析预测了一个盲蝽科昆虫保守的性信息素亚支。 新鉴定了24条新化学感受相关基因,包括7条AlucCSPs、6条AlucGRs、7条AlucIRs和4条AlucSNMPs。7种不同组织的表达谱分析发现AlucSNMP1b、AlucCSP14和AlucIR41a.2在触角中高表达。另外,有三个GR基因(AlucGR63a、AlucGR66a、AlucGR66b)和1个IR基因(AlucIR41a.3)在口针中高表达并且雄虫口针的表达量高于雌虫口针。 从预测的盲蝽科保守的性信息素亚支中选取了AlucOR4、AlucOR40、AlucOR59,利用爪蟾卵母细胞双电极电压钳验证发现AlucOR4仅对绿盲蝽两种性信息素气味丁酸己酯和丁酸-反-2-己烯酯有反应,对丁酸-反-2-己烯酯的反应较大;AlucOR40对己酸己酯、己酸叶醇酯、丁酸戊酯、辛酸乙酯、丁酸-反-2-己烯酯有反应,对己酸己酯反应最大;AlucOR59对丁酸-反-2-己烯酯、辛酸乙酯、乙酸辛酯、丁酸辛酯有反应,对丁酸-反-2-己烯酯反应最大。配体气味都为绿盲蝽性信息素或类似物,证明这三个基因都是绿盲蝽性信息素受体。选择对其中反应谱较窄的AlucOR4进行RNAi试验证明,绿盲蝽雄虫触角EAG结果对两种信息素的反应下降了38%~44%,但行为实验结果表明绿盲蝽对性诱芯的趋向性没有明显降低。 利用电压钳验证了雌雄触角分别高表达AlucOR91和AlucOR21的气味结合功能。AlucOR91对(-)-4-萜品醇、1-十一醇、十二醇、1-十五烷醇、异樟醇有反应,其中对异樟醇的反应最大,但AlucOR21对任何气味都无反应。推测AlucOR91可能与寄主植物定位和选择产卵场所有关。