【摘 要】
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气味降解是昆虫嗅觉感受的重要步骤,羧酸酯酶（carboxylesterase,CCE/CXE）是降解酯类气味的重要基因。本文以臭名昭著的城市害虫德国小蠊为研究对象,基于已报道的德国小蠊雄虫触角、雌虫触角、上唇须、足和5龄若虫触角等组织的转录组和基因组数据,通过同源比对,鉴定到93个CCE基因,从中筛选出两个雄虫触角高表达的CCE基因。利用RNA干扰技术、Bac-to-Bac昆虫杆状病毒表达系统、G
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气味降解是昆虫嗅觉感受的重要步骤,羧酸酯酶（carboxylesterase,CCE/CXE）是降解酯类气味的重要基因。本文以臭名昭著的城市害虫德国小蠊为研究对象,基于已报道的德国小蠊雄虫触角、雌虫触角、上唇须、足和5龄若虫触角等组织的转录组和基因组数据,通过同源比对,鉴定到93个CCE基因,从中筛选出两个雄虫触角高表达的CCE基因。利用RNA干扰技术、Bac-to-Bac昆虫杆状病毒表达系统、GC-MS等方法对两个CCE基因在德国小蠊嗅觉中的功能进行研究。取得的实验成果如下:1、93个CCE基因中,有18个CCE在触角中的表达量明显高于其他组织,其中Bg-CCE021e3、Bg-CCE021e1、Bg-CCE021e2、Bg-CCE021d1、Bg-CCE021d2、Bg-CCE021f1、Bg-CCE021f2、Bg-CCE021j2、Bg-CCE021r、Bg-CCE024b、Bg-CCE034a和Bg-CCE13b共12个基因的雄虫触角表达量均高于雌虫和5龄若虫触角中的表达量。Bg-CCE021e3和Bg-CCE021d1两个基因在德国小蠊雄虫触角的表达量均高于其他4个组织,且前者在雄虫触角中的表达量是基因后者的39倍。通过进一步构建进化树分析,发现Bg-CCE021e3和Bg-CCE021d1基因同源。因此,选择Bg-CCE021e3和Bg-CCE021d1作为气味降解相关CCE候选基因,为后续研究其功能奠定基础。2、利用RNA干扰结合嗅觉行为生物测定研究了两个CCE基因在德国小蠊行为中的功能。通过RNAi分别抑制了Bg-CCE021e3（67%）和Bg-CCE021d1和（81%）的m RNA表达量;Y型嗅觉生物仪测试表明,干扰两个CCE后的德国小蠊对三种酯类物质（己酸叶醇酯、乙酸香叶酯和乙酸-反-2-己烯酯）和寻找食物（商品鼠粮）的嗅觉敏感性显著降低;其中,德国小蠊对乙酸香叶酯的敏感性下降最为明显,且干扰两个CCE后的雄虫触角粗提液对乙酸香叶酯的降解活性显示:触角粗提液对乙酸香叶酯的降解百分率分别为2.59±0.23%（干扰Bg-CCE021e3）和2.75±0.01%（干扰Bg-CCE021d1）,只有注射ds GFP对照组（5.74±0.30%）的45%和48%,表明Bg-CCE021e3和Bg-CCE021d1影响了德国小蠊对乙酸香叶酯的降解能力,从而导致嗅觉敏感性降低。3、利用Bac-to-Bac昆虫杆状病毒表达系统、Sf9细胞体外表达和Ni+柱亲和纯化获得Bg-CCE021e3和Bg-CCE021d1两个重组酯酶,进而通过α/β-乙酸萘酯为底物进行Native-PAGE染色,均未发现降解产物条带;同时利用GC-MS仪器检测两个重组酯酶对己酸叶醇酯、乙酸香叶酯和乙酸-反-2-己烯酯的降解活性,结果显示两个重组酯酶均没有降解活性。
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