【摘 要】
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绿盲蝽Apolyguslucorum是一种杂食性的田间害虫,寄主范围广泛。在田间可危害棉花、绿豆、枣树和茶树等多种作物,造成严重的经济损失。近年来,绿盲蝽的绿色防控取得了较大进展,基于绿盲蝽寄主挥发物及性信息素组分,开发出食诱剂和性诱剂,并改造升级了诱捕器,显著提高了绿盲蝽的田间防治效果。昆虫的化学感受过程中,气味结合蛋白(odorantbindingproteins,OBPs)会结合并运输环境中
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绿盲蝽Apolyguslucorum是一种杂食性的田间害虫,寄主范围广泛。在田间可危害棉花、绿豆、枣树和茶树等多种作物,造成严重的经济损失。近年来,绿盲蝽的绿色防控取得了较大进展,基于绿盲蝽寄主挥发物及性信息素组分,开发出食诱剂和性诱剂,并改造升级了诱捕器,显著提高了绿盲蝽的田间防治效果。昆虫的化学感受过程中,气味结合蛋白(odorantbindingproteins,OBPs)会结合并运输环境中的小分子化学信息物质,这些物质会引导昆虫寄主转换、取食和交配等行为反应的发生。因此,研究OBPs的结合特性及其功能,对于高效、绿色防控绿盲蝽技术的开发具有重要意义。本研究采用分子生物学和触角电位技术(Electroantennogram,EAG),从蛋白和生理水平揭示了绿盲蝽12个AlucOBPs的结合特性及其潜在功能。同时,结合绿盲蝽AlucOBPs已有的研究,总结了该虫现有38个AlucOBPs的结合特性和功能。结果有助于阐明绿盲蝽对寄主挥发物及性信息素化合物的嗅觉识别机制,筛选出潜在的靶标位点和新的行为调控化合物,为制定绿色、高效防治绿盲蝽的策略提供理论指导。主要结果如下:1.绿盲蝽12个AlucOBPs的诱导表达和纯化通过体外重组表达技术,进行绿盲蝽12个AlucOBPs的诱导表达,然后通过镍柱亲和层析法纯化诱导出蛋白。结果显示,成功诱导表达和纯化出12个AlucOBPs,其中5个AlucOBPs在菌液的上清中表达,7个AlucOBPs在菌液的包涵体中表达。2.绿盲蝽12个AlucOBPs的结合特性和潜在功能预测通过荧光竞争结合试验,发现12个AlucOBPs中,8个AlucOBPs均能结合寄主挥发物和其它物质,推测这些蛋白具有多重功能。其中,AlucOBP18和AlucOBP31除了能与寄主挥发物结合外,还可以和盲蝽科昆虫的性信息素组分结合,推测为性信息素结合蛋白,表明这两种蛋白在绿盲蝽寻找配偶和交配产卵时发挥重要作用。3.AlucOBP31的12种挥发性结合配体与绿盲蝽触角的EAG反应通过触角电位技术,测定AlucOBP31的12种挥发性结合配体与绿盲蝽的EAG反应。结果显示,12种配体(100mg/mL)均使绿盲蝽触角产生电位反应,但是各反应间存在一定差异。其中,触角对4-氧代-反-2-己烯醛和顺-丁酸-3-己烯酯的相对电位反应值最大,且雄虫触角显著大于雌虫触角(P<0.05)。此外,癸醛、DMNT、十二醛和罗勒烯四种化合物对触角的电位反应也存在雌雄间显著性差异(P<0.05)。同时,4-氧代-反-2-己烯醛和顺-丁酸-3-己烯酯对绿盲蝽触角EAG相对反应值存在剂量反应,即EAG相对反应值随化合物浓度的增大而增大。4.绿盲蝽38个AlucOBPs的结合特性与功能分析结合前期绿盲蝽AlucOBPs的相关研究制作结合图谱,对绿盲蝽38个AlucOBPs的结合特性和功能特征进行总结。结果显示,通过结合特性分析,AlucOBP1、AlucOBP3、AlucOBP18 和 AlucOBP 31 的结合谱较广,而 AlucOBP8、AlucOBP13、AlucOBP19和AlucOBP21的结合谱较窄。同时,38个AlucOBPs中,大部分蛋白可以与β--紫罗兰酮和β-紫罗兰酮衍生物结合,且结合能力较强;通过功能分析,38个AlucOBPs中包括12个PBPs,26个GOBPs,多数PBPs均分布于绿盲蝽的头部和触角。
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