绿豆象气味受体基因的克隆、表达和定位

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绿豆象Callosobruchus chinensis是世界范围内的仓储害虫,主要危害红豆、绿豆、豇豆等豆科作物的种子。昆虫具有敏锐的嗅觉系统,在寄主的识别、定位、交配和自身的产卵过程中发挥着重要作用。深入研究昆虫的嗅觉识别机制,不仅可以阐明嗅觉系统对昆虫行为的影响机制,也可以为害虫防治和预测预报提供新的思路。嗅觉识别过程涉及多种嗅觉相关蛋白的共同参与,其中气味受体ORs在嗅觉信号转导途径中起着关键作用。为此本研究以绿豆象触角转录组数据为基础,对绿豆象部分气味受体基因进行了克隆、表达和定位,获得的主要结果如下:(1)利用RT-PCR技术克隆了6个CchiORs(CchiOrco、CchiOR2、CchiOR8、CchiOR10、CchiOR16、CchiOR39)基因的c DNA序列,开放阅读框大小分别为:1335、780、1110、1059、1203和1104 bp,编码氨基酸的个数分别为444、259、369、352、400和367 aa;CchiOrco、CchiOR2、CchiOR10和CchiOR39为碱性蛋白,CchiOR8和CchiOR16为中性蛋白,这些蛋白均为疏水性蛋白,其中OR39疏水性最强;经预测发现6个蛋白均无信号肽;CchiOrco和CchiOR8都有6个跨膜结构域,CchiOR2、CchiOR10、CchiOR16和CchiOR39分别有3、5、4、7个跨膜结构域,二级结构预测都主要由α-螺旋和无规则卷曲构成,通过与其他物种的氨基酸进行比对及进化分析,说明它们与鞘翅目昆虫的气味受体同源性相对较高。(2)通过荧光定量PCR试验发现绿豆象成虫5个CchiORs(CchiOrco、CchiOR8、CchiOR10、CchiOR16、CchiOR39)基因的表达量在触角最高。CchiOrco在不同日龄的雌雄触角表达量均显著高于其他组织;CchiOR8在1、3日龄的雌雄虫和5日龄雌虫触角表达量显著高于其他组织,5日龄雄虫各组之间表达量无明显差异;CchiOR10、CchiOR16和CchiOR39在1日龄的触角表达量显著高于1日龄其他组织的表达量,而在3日龄和5日龄中,这些基因除在触角中的表达量较高外,在部分其他组织也有较高的表达量,此外,CchiOR39在5日龄雄虫的翅和5日龄雌虫的头部未检测到表达。(3)通过原位杂交技术对绿豆象非典型性气味受体基因Orco在雌虫触角上的定位进行分析。结果表明,CchiOrco在雌虫触角上主要分布在锥形感器和刺形感器,在毛形感器上有少量分布。
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