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面对柑橘行业的毁灭性病害柑橘黄龙病,寡食性昆虫柑橘木虱Diaphorina citri是柑橘黄龙病的主要传播媒介,引诱剂作为广谱杀虫剂的替代品,是具有前景的,研究其与寄主识别相关的嗅觉分子机制,可为柑橘木虱引诱剂的设计与筛选提供理论基础。基于已发表的腹部和触角转录组测序结果,本研究为了全面地研究柑橘木虱的气味结合蛋白Odorant-binding proteins(OBPs)和化学感受蛋白Chemosensory proteins(CSPs),对柑橘木虱基因组(V2.0)重新进行了鉴定和注释,研究结果表明,柑橘木虱有9个OBP(8个Classic和1个Plus-C OBP)和12个CSP,都具有完整的开放读码框,与之前的转录组测序结果一致。柑橘木虱的初级嗅觉中枢触角叶中缺少嗅小球glomeruli,而且仅拥有少量数目的OBPs和CSPs基因。因此,柑橘木虱只具有一套数量较少的OBPs和CSPs基因且专一的嗅觉系统。通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)研究分析柑橘木虱OBP和CSP在触角,唾液腺,中肠、后肠、翅、足共6个组织以及在卵、若虫五个龄期、刚羽化雌、雄虫和性成熟雌、雄虫阶段的表达情况。结果表明:4个OBP(DictOBP2、DictOBP7、DictOBP8、DictOBP9)和4个CSP(DcitCSP1、DcitCSP4、DcitCSP8、DcitCSP12)基因在触角中富集。值得注意的是,与其他组织相比,DcitOBP9和DcitCSP(1、8)在后肠有较高表达。这表明气味结合蛋白和化学感受蛋白除了嗅觉感受功能外,可能还参与了其他非嗅觉相关的生理功能。与成虫相比,DictOBP2的表达量在若虫阶段显著上调,且随若虫成长呈现增加趋势。与若虫阶段相比,DictOBP8,DictOBP9,DictCSP1,DictCSP4和DictCSP12成虫阶段显著上调。DcitCSP8主要在刚羽化成虫阶段显著高表达,在其他发育阶段表达量很低。与未性成熟阶段相比,两个DcitOBP(2、7)和两个DcitCSP(4、12)在性成熟阶段显著上调。基于实时荧光定量结果,筛选出触角特异高表达的4个OBPs和4个CSPs。通过原核表达体系,本实验成功获得了7个不带融合标签的重组蛋白(DictOBP2、DictOBP7、DictOBP8、DictOBP9、DictCSP1、DictCSP8和DictCSP12)。为了研究柑橘木虱触角特异的OBP和CSP与寄主植物挥发物、性信息素组分和驱避植物挥发物的特性以及其在嗅觉识别过程中的功能,本实验通过荧光竞争性结合实验和分子对接模拟,结果显示,寄主植物的嫩芽挥发物β-石竹烯,对DcitOBP8具有强结合能力(Ki≤10);寄主植物的嫩芽挥发物E-β-罗勒烯和驱避植物挥发物二甲基三硫化物,对DcitOBP9具有高结合亲和力(Ki≤10)。DcitCSP1和DcitCSP12可以与所有测试化合物结合,其中,DcitCSP12对来自寄主植物挥发物伞花烃,β-石竹烯、γ-萜品烯和月桂烯(Ki≤10)具有高结合亲和力,尤其是β-石竹烯,其显示出最高的亲和力(Ki=2.54)。驱避植物挥发物二甲基三硫的解离常数与自由结合能普遍都低于二甲基二硫醚;感染柑橘黄龙病菌Candidatus liberibacter asiaticus的病株所特异释放的水杨酸甲酯,对DcitCSP1和DcitCSP12具有较高度亲和活力(Ki=10.9和Ki=11.2)。综上所述,我们目前的研究首次呈现了柑橘木虱中触角特异高表达的OBP和CSP的荧光结合特征谱,同时也提供了一套用于柑橘木虱新型防治策略的潜在气味剂。