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亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis是我国玉米上的主要害虫,严重影响玉米的产量和品质。目前对亚洲玉米螟的防治主要以化学防治为主,但是化学防治不仅污染环境,而且杀伤天敌,更为严重的是造成害虫抗药性。因此研发高效且对环境友好的新型害虫防控技术十分必要。基于昆虫嗅觉识别机制的害虫行为调控技术是当前重要的研究方向之一。通过对昆虫嗅觉识别机制开展研究,可以找到气味识别过程中的关键基因,基于关键基因开发出高效的嗅觉阻断剂,能够切断害虫与配偶和寄主植物之间的化学联系。昆虫对气味分子的识别过程十分复杂,前人研究证实有多种蛋白参与其中,如气味结合蛋白(odorant-binding proteins,OBPs)、化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)、气味受体(odorant receptors,ORs)、离子型受体(ionotropic receptors,IRs)、感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane proteins,SNMPs)和气味降解酶(odorantdegrading enzymes,ODEs)等。相较于OBPs、CSPs、ORs、IRs和SNMPs研究的热度,有关ODEs的研究明显匮乏。但是ODEs在昆虫嗅觉过程中的作用至关重要。气味分子激活气味受体后,需要ODEs迅速降解气味分子,从而让气味受体和嗅觉神经元恢复敏感性,以感受下一个气味信号的刺激。在害虫防治中,可以通过抑制ODEs的活性或沉默ODEs基因,从而干扰昆虫的气味识别能力,进而达到控制害虫行为的目的。因此本论文针对亚洲玉米螟ODEs开展研究,一是希望能为解析亚洲玉米螟嗅觉过程中的气味降解机制奠定理论基础,二是希望能为开发基于ODEs的害虫行为调控技术提供理论支持。本研究主要取得如下结果:1.亚洲玉米螟触角转录组测序与气味降解酶基因鉴定对亚洲玉米螟触角进行了转录组测序,将原始序列组装,获得了35,056个单一基因序列(unigenes)。通过搜索NCBI非冗余数据库,对21,012(59.94%)个unigenes进行了注释,并使用了三个数据库GO、KOG和KEGG对这些unigenes进行了功能分类。运用生物信息学方法从亚洲玉米螟触角转录组中鉴定了79个可能与气味降解相关的基因,包括19个羧酸酯酶(carboxylesterases,CXEs)基因、17个谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)基因、24个细胞色素P450(cytochrome P450monooxygenases,CYPs)基因,13个尿苷二磷酸-糖基转移酶(UDP-glycosyltransferases,UGTs)基因和6个醛氧化酶(aldehyde oxidases,AOXs)基因。2.亚洲玉米螟气味降解酶基因表达谱分析使用实时荧光定量PCR对亚洲玉米螟的19个CXEs和1个GST基因(OfurGSTd1)进行了组织表达谱分析。结果显示7个CXEs基因(OfurCXE2/5/7/10/14/15/18)主要表达于成虫触角。其中OfurCXE2,OfurCXE5和OfurCXE18主要表达于雄蛾触角,而OfurCXE7,OfurCXE10和OfurCXE15主要表达于雌蛾触角;OfurCXE14的表达量在雌雄触角之间没有显著差异。此外,发现OfurGSTd1在雌雄触角中特异性表达,推测该基因编码的蛋白可能参与气味分子的降解。3.亚洲玉米螟OfurGSTd1原核表达和活性测定成功构建了OfurGSTd1原核表达载体,并在大肠杆菌中表达了重组OfurGSTd1蛋白。通过亲和层析方法得到了较高纯度的目的蛋白。测定了OfurGSTd1对通用底物CDNB的活性,结果表明OfurGSTd1具有谷胱甘肽转移酶活性。