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棉铃虫是许多国家农业上的重要害虫。研究表明,昆虫的嗅觉在处理来自环境的化学信号过程中起着非常重要的作用,从而使昆虫能够觅食,寻找配偶、产卵场所、寄主和猎物,及发现捕食者等。昆虫的气味识别过程非常复杂,有多种蛋白参与。迄今为止,昆虫的嗅觉识别机制研究取得了一些可喜的进展,但是对整个嗅觉信号传导途径了解得非常少。清楚阐明昆虫的嗅觉信号传导会为研制高效的引诱剂或杀虫剂提供理论依据,为有效防治棉铃虫提供新的思路与途径,延缓或降低棉铃虫对Bt棉花抗性演化的速度。本文利用RACE技术结合PCR克隆了Gq蛋白α亚基基因;采用半定量RT-PCR研究了Gq α和SNMP的两个基因在棉铃虫体内的时空表达情况;对两个基因进行原核表达和纯化;利用酵母双杂交技术研究已经克隆的Gq α和SNMP是否互作,并筛选与Gq α相互作用的蛋白。本研究所取得的结果如下: (1)利用PCR结合RACE技术从棉铃虫触角中首次克隆了G蛋白α亚基基因,经过BLAST搜索同源序列发现其属于G蛋白α亚基的q家族。已被GenBank数据库收录,登录号AY957405,命名为Gq a Harm。Gq α Harm与已报道的昆虫和其他无脊椎动物的Gq蛋白α亚基相似性在90%以上。与近缘种甘蓝夜蛾Mamestra brassicae Gq α的相似性高达96.88%;与家蚕Bomyx mori Gq α的相似性高达97.73%;与果蝇(Drosophila melanogaster)Gq α的相似性高达89.52%;与线虫Caenorhabditis elegansGq α的相似性高达81.69%;与加勒比龙虾Panulirus argus Gq α的相似性高达87.25%。 (2)半定量RT-PCR研究表明,Gq α Harm在棉铃虫雌雄成虫触角中表达,在头、胸、腹、足和翅中也有表达,并且表达量差异不显著;此外,在喙、下颚须和下唇须中也有表达;在卵、幼虫、蛹和成虫体内也都有表达;在卵中的表达量最高,而在成虫中的表达量最低,在幼虫和蛹的前、中、后期的表达量差异不大。研究表明Gq α Harm是一种普遍存在的蛋白。棉铃虫Gq α Harm的这种组织分布广泛性,可能预示其参与细胞的多种信号传导途径。 (3)棉铃虫感觉神经元膜蛋白基因序列法国人已经报道(Jacquin-Joly,E.andFrancois,M.-C.,2003 GenBanK,AF462067)。利用特异性引物从本实验室棉铃虫触角中克隆了一条全长1690bp的cDNA序列,感觉神经元膜蛋白(SNMP)阅读框全长1572bp,编码523个氨基酸残基,序列中有2个跨膜区,具有昆虫感觉神经元膜蛋白的典型特征。SNMP与已报道的其它昆虫的感觉神经元蛋白的氨基酸序列有很高的相似性。半定量RT-PCR研究结果显示,SNMP在棉铃虫中不仅在触角中表达,也在去掉触角的头、足中表达。但是在触角中的表达量最高,在雌雄触角中的表达量差异不显著。在棉铃虫的味觉器官如:喙,下颚须和下唇须中也有表达。在卵、蛹和成虫体内也都有表达,在卵中表达量相对较低。SNMP在棉铃虫体内的时空表达情况表明:SNMP不仅参与棉铃虫的嗅觉识别,而且还参与棉铃虫的味觉识别。