【摘 要】
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昆虫性信息素是个体分泌释放体外,吸引异性产生觅偶、交配等行为反应的一类微量气味化合物。昆虫对性信息素的感知往往依赖于感器中性信息素受体(Pheromone receptors,PRs)。因此,性信息素受体的解析对研发改进性信息素诱捕技术具有重要意义。稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis,Lepidoptera)作为我国一类农作物害虫对水稻安全生产造成极大威胁。为了减少稻纵卷
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昆虫性信息素是个体分泌释放体外,吸引异性产生觅偶、交配等行为反应的一类微量气味化合物。昆虫对性信息素的感知往往依赖于感器中性信息素受体(Pheromone receptors,PRs)。因此,性信息素受体的解析对研发改进性信息素诱捕技术具有重要意义。稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis,Lepidoptera)作为我国一类农作物害虫对水稻安全生产造成极大威胁。为了减少稻纵卷叶螟防治中化学农药的使用,稻纵卷叶螟性信息素已被研发成性诱剂广泛应用于田间监测和防治。目前,已知稻纵卷叶螟性信息素是由六种成分 Z13-18:Ac、Z11-16:Ac、Z11-18:Ald、Z11-18:OH、Z13-18:OH和Z13-18:Ald按照一定比例构成。然而,这些性信息素结合性信息素受体引诱稻纵卷叶螟雄蛾的分子机制尚不清楚。鉴于此,本论文展开以下研究:通过稻纵卷叶螟雌雄成虫触角转录组的测序分析,系统鉴定出稻纵卷叶螟三类化学感知受体家族基因,包括21个离子型受体(Ionotropic receptors,IRs)、8个味觉受体(Gustatory receptors,GRs)和 60 个嗅觉受体(Olfactory receptors,ORs)。继而,用60个稻纵卷叶螟ORs建立系统发育进化树发现CmedPR1、CmedPR2、CmedPR3、CmedPR4和CmedOR27聚于性信息素受体分支。根据转录组表达谱和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)数据,我们发现相较于雌蛾,CmedPR1和CmedOR27在雄蛾触角显著表达。我们推测CmedPR1和CmedOR27均是稻纵卷叶螟性信息素受体。为了研究CmedPR1和CmedOR27在性信息素识别中的功能,首先扩增获得两基因的全长,并分析基因序列特征。CmedPR1和CmedOR27羽化后1~2天组织表达谱显示两者均在触角中特异表达,且雄蛾表达量显著高于雌蛾。其次,行为趋向实验表明稻纵卷叶螟雄虫对(Z)-13-octadecenal、(Z)-11-octadecen-1-ol、(Z)-13-octadecen-1-ylacetate表现出行为趋向反应。然而,双电极电压钳实验发现除CmedPR1对Z13-18:Ac有极其微弱的电位反应,两者对已知的6个性信息素化合物均无显著电位反应。上述结果表明CmedPR1和CmedOR27具有性信息素受体的序列和表达特征,然而对性信息素化合物的电位反应微弱。综上所述,本研究系统分析稻纵卷叶螟三类化学感知受体家族,并鉴定获得性信息素受体CmedPR1和CmedOR27的全长序列。初步探索CmedPR1和CmedOR27识别稻纵卷叶螟性信息素机制,发现CmedPR1对性信息素Z13-18:Ac弱识别。本研究成果系统鉴定稻纵卷叶螟性信息素受体,初步探索其功能,为稻纵卷叶螟的性诱剂的改进和应用提供了理论基础。
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