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桃蛀果蛾Carposina sasakii Matsumura是一种严重为害我国北方果树果实的食心类害虫,在我国除西藏、海南、新疆三省外均有分布,主要为害苹果、枣、山楂、桃等果树的果实。为了探索桃蛀果蛾的行为调节技术,对桃蛀果蛾的外周感觉系统进行了探究,挖掘嗅觉相关基因,以期为其嗅觉识别机制的研究提供重要依据。通过构建桃蛀果蛾雌、雄成虫不同发育时期触角的转录组数据库,生物信息学分析,研究桃蛀果蛾嗅觉相关基因表达情况,初步筛选桃蛀果蛾嗅觉相关的差异表达基因,结果如下:(1)转录组数据库中候选的嗅觉相关基因序列丰富,根据注释筛选到43个昆虫气味结合蛋白OBPs候选基因,3个性信息素结合蛋白PBPs候选基因,3个普通气味结合蛋白GOBPs候选基因,45昆虫化学感受蛋白CSPs候选基因,75个气味受体ORs候选基因,3个非典型气味受体ORCO候选基因,14个离子型受体IRs候选基因,88个味觉受体GRs候选基因,6个气味降解酶ODEs候选基因,13个性信息素降解酶PDEs候选基因。其中又筛选24个差异表达OBPs,3个差异表达PBPs,3个差异表达GOBPs,1 5个差异表达CSPs,21个差异表达ORs,1个差异表达ORCO,4个差异表达IRs,20个差异表达GRs,3个差异表达ODEs,3个差异表达PDEs。(2)桃蛀果蛾雌、雄成虫在不同发育期嗅觉相关关键基因差异表达明显,与桃蛀果蛾雌、雄成虫在不同发育期的行为特点有关。气味受体ORs,味觉受体GRs的表达主要与性别有关,同一性别ORs、GRs的表达与是否性成熟有关。化学感受蛋白CSPs的表达主要与昆虫是否性成熟有关,性成熟后雌、雄性间的差异表达明显,可能是CSPs在成虫刚羽化时没有表达或表达量低。气味结合蛋白OBP的表达主要与是否交尾有关,OBPs在成虫不同的发育状态表达量差异明显,可能和昆虫的行为调节有关。(3)气味结合蛋白OBP4和OBP17在雄性桃蛀果蛾羽化0 h和羽化24 h未交尾两个时期都表达;OBP17在桃蛀果蛾雌性羽化0 h未交尾和雌性羽化24 h两个时期都表达;与雄性交尾后相比,OBP4仅在雌性交尾单独表达。OBP4在雌性的表达量高于雄性,且雌、雄性羽化0h的表达量高于羽化24 h未交尾和交尾后,在雄性交尾后不表达,可能与雄性求偶或者雄性生殖系统厚肌区内容物补充有关;OBP17在雄性和雌性中羽化0 h表达高于羽化24 h未交尾,在交尾后均不表达,可能与生殖系统完全发育成熟前后化学感受的差异有关。(4)经GenBank BLAST,从嗅觉相关基因中筛选出124条全长基因序列。其中,114条候选基因在数据库中有基因功能注释,包括14条全长的气味结合蛋白OBPs,4条完整的性信息素结合蛋白PBPs,7条全长的普通气味结合蛋白GOBPs,67条全长的气味受体ORs,4条全长的化学感受蛋白CSPs,1条全长的味觉受体GR,3条全长的离子型受体IRs,2条全长的气味降解酶ODEs,6条全长的性信息素降解酶PDEs,2条全长的蛋白相关基因和2条全长的射精泡特异蛋白,1条全长的SNWA4相关蛋白,1条全长的NADPH氧化酶相关蛋白。其中差异表达的基因有8条OBPs,4条PBPs,5条 GOBPs,23 条 ORs,3 条 CSPs,1 条 GR,2 条 IRs,2 条 ODEs,1 条 PDE,1 条射精泡特异蛋白,1条SNWA4相关蛋白,1条NADPH氧化酶相关蛋白。(5)在桃蛀果蛾成虫不同发育期,差异表达最为明显的是化学感受蛋白基因CSP18、CSP22、CSP31,气味结合蛋白基因 OBP12、OBP24、OBP29、OBP30、OBP31、OBP32、OBP35、OBP40,性信息素结合蛋白基因PBP2、PBP3。根据表达量和差异表达情况,进一步分析了化学感受蛋白CSP22,气味结合蛋白OBP40和性信息素结合蛋白PBP3的基本性质并同源建模,得出CSP22为酸性的亲水性蛋白,雌、雄成虫交尾后CSP22表达量高,可能与成虫交尾后定位寄主以寻找合适的产卵场所的行为有关。OBP40为酸性的亲水性蛋白,预测OBP40有两个配体,BOM(十六烷基-10,12-二烯-1-醇)和Mg2+,雄性OBP40的表达量高于雌性,可能与雄性的求偶和性信息素的识别行为有关。PBP3为酸性的亲水性蛋白,雄性PBP3的表达量远高于雌性,可能与雄性的求偶行为有关。本研究为桃蛀果蛾嗅觉行为的研究提供了重要的基础数据,为进一步研究桃蛀果蛾的行为调节剂,科学地运用行为调节方法来防治害虫奠定了基础。