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斑翅果蝇(Drosophila suzukii)为害草莓、蓝莓、樱桃、葡萄等软皮水果,对水果产业造成了巨大的经济损失。与黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)不同的是,斑翅果蝇雌虫喜欢将卵产于新鲜、即将成熟的水果中,其嗅觉感受行为发生了改变;顺-11-十八碳烯酸乙酯(11-cis-vaccenyl acetate,c VA)是果蝇属昆虫普遍存在的信息素,促进黑腹果蝇雌虫交配,但在斑翅果蝇中缺失,且抑制斑翅果蝇雌虫交配。前人研究表明,黑腹果蝇气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)Dm OBP56h、Dm OBP69a和Dm OBP76a参与信息素行为调控,但目前关于斑翅果蝇的嗅觉分子机制尚不清楚。鉴于此,本文以斑翅果蝇为研究对象,筛选差异表达DsOBPs,原核表达纯化蛋白,检测蛋白与c VA的结合能力,利用同源建模和分子对接技术计算关键的结合位点,用虚拟突变分析变化的氨基酸位点,通过荧光竞争结合筛选潜在配体,为深入理解斑翅果蝇的嗅觉分子机制提供依据。主要结果如下:1.斑翅果蝇信息素结合蛋白筛选为探究斑翅果蝇中识别信息素的DsOBPs,分析了斑翅果蝇雌虫交配前后触角转录组,发现在交配后雌虫触角转录组有1858个基因表达量显著上调,有2087个基因表达量显著下调(FDR<0.05)。交配后雌虫触角转录组有9个DsOBPs表达量显著上调,2个DsOBPs表达量下调,Ds OBP69a和Ds OBP76a的表达量均显著上调。2.斑翅果蝇DsOBPs基因克隆、蛋白表达与纯化克隆出斑翅果蝇Ds OBP56h、Ds OBP69a和Ds OBP76a基因,分别与黑腹果蝇Dm OBP56h、Dm OBP69a和Dm OBP76a为直系同源基因,蛋白水平同源性分别为82.84%、72.30%、81.70%。通过大肠杆菌原核表达系统,表达p ET30a-Ds OBP56h、p ET30a-Ds OBP69a和p ET30aDs OBP76a重组蛋白。Ds OBP56h蛋白在上清中大量表达,而Ds OBP69a和Ds OBP76a都主要在包涵体中表达,进一步通过过柱、透析、超滤得到大量目的蛋白。3.斑翅果蝇Ds OBP76a与c VA的结合机制荧光猝灭实验结果表明,Ds OBP76a与c VA的结合能力要弱于黑腹果蝇Dm OBP76a与c VA的结合能力。同时也检测了斑翅果蝇Ds OBP56h和Ds OBP69a与c VA的结合能力,均弱于Ds OBP76a与c VA的结合能力。以黑腹果蝇Dm OBP76a(ID:3b86.1.A)为模板构建斑翅果蝇Ds OBP76a蛋白模型。Ds OBP76a与c VA的分子对接显示,c VA分子被Phe6、Leu76和Ser85包围,可能是Ds OBP76a与c VA结合的关键氨基酸。对斑翅果蝇Ds OBP76a中相较于黑腹果蝇Dm OBP76a发生变化的18处氨基酸位点进行了虚拟突变,结果显示只有Ala84Met和Leu113Phe两处突变会导致Ds OBP76a与c VA的结合能力上升。4.斑翅果蝇DsOBPs的结合特性分析本文以bis-ANS为荧光探针,利用荧光竞争结合实验进一步筛选DsOBPs的潜在配体。结果表明,花香气味物质(β-紫罗兰酮)、苦味小分子化合物(盐酸小檗碱和香豆素)以及植物代谢物柚皮素都能与Ds OBP56h、Ds OBP69a和Ds OBP76a结合,其中β-紫罗兰酮与3种蛋白结合能力最强,此外Ds OBP56h还能与引诱剂(β-环柠檬醛)结合,Ds OBP69a能与果蝇信息素顺-7-二十三烯结合。综上所述,本文表达及纯化了斑翅果蝇气味结合蛋白Ds OBP56h、Ds OBP69a和Ds OBP76a,揭示了Ala84和Leu113两处突变可能是导致斑翅果蝇Ds OBP76a与c VA结合能力变弱的关键氨基酸,此外,Ds OBP56h、Ds OBP69a和Ds OBP76a能与多种小分子化合物结合,可能参与斑翅果蝇的嗅觉和味觉识别行为。上述结果为进一步揭示斑翅果蝇的化学感受机制及建立生态调控技术奠定了基础。