自然界中,昆虫个体之间、昆虫与环境之间的顺利交流是维持这些物种生存与发展的重要原因之一,而昆虫灵敏的嗅觉在其中又起到了关键的作用。借助嗅觉系统昆虫能够定位寄主、配偶,躲避天敌的捕捉以及避免有毒物质,触角作为感受外界环境的直接器官成为嗅觉系统中不可或缺的一部分,其中的各种有功能的蛋白则是维持正常嗅觉的基础。华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita Faldermann是我国北方的一种重要的地下害虫,其广泛的寄主植物和隐蔽的生活环境导致防控困难,对农业生产、生活造成了严重的破坏。为了能更好的增进对华北大黑鳃金龟嗅觉机制的认识,以科学、绿色的方法对其进行调控、防治,我们通过分子生物学手段获得了华北大黑鳃的两种气味结合蛋白,并对其功能进行了研究,同时进行了电生理学和行为学方面的试验从宏观角度了解这两种蛋白可能的作用。主要研究成果如下:(1)通过RACE技术获得了两条华北大黑鳃金龟气味结合蛋白基因全长,并在Genbank中登录,登录号为:GQ856257,GQ856258。通过生物信息学方法对其序列进行分析,研究了它们与其他鞘翅目昆虫和其他目昆虫和气味结合蛋白的亲缘关系。(2)表达纯化了OBP1和OBP2融合蛋白,并通过重组肠激酶切除了表达标签。通过荧光竞争结合试验,利用1-NPN为荧光探针研究了它们对73种气味分子的结合能力。结果显示:OBP1与OBP2能够较为广泛的结合植物挥发物,但是对信息素化合物结合能力有限。其中,花香类化合物β-紫罗兰酮在本结合试验中是两个气味结合蛋白最好的配体。OBP1对能够引起华北大黑鳃金龟强烈趋性的蓖麻的部分挥发物有较强的结合能力。OBP2对能引起引诱其他种类金龟子的丁子香酚有好的结合能力,对常见植物挥发物水杨酸甲酯亲和力也很强。另外,我们发现两个气味结合蛋白的结合能力还与气味化合物的构象、所带基团和侧链上碳原子个数有密切的关系。(3)选取了部分结合能力较好的化合物和常见的植物挥发物对华北大黑鳃金龟进行电生理学试验,再测试它们对其中能引起较高EAG值的行为学反应。结果显示:反-2-己烯醇、芳樟醇、乙酸顺-3-己烯酯、1-己醇、邻氨基苯甲酸甲酯、水杨酸甲酯对华北大黑鳃金龟的吸引能力都显著高于对照正己烷,但辛醛和苯乙醇对华北大黑鳃金龟的吸引作用低于对照正己烷。结合荧光竞争结果来看,OBP1和OBP2分别对能引起较高EAG值和显著行为反应的部分植物挥发物有良好的亲和性,如水杨酸甲酯、芳樟醇等。同时,我们发现有些物质能引起华北大黑鳃触角较高EAG值却不能与两个蛋白结合或者结合能力很弱。我们推测,这可能是有更多种的不同功能的OBPs存在于华北大黑鳃金龟基因组中,通过在嗅觉系统中分工合作来实现对各种气味的反应。(4)利用纯化并去除His-tag的蛋白免疫家兔,获得了OBP1和OBP2的多克隆抗体。通过免疫电镜试验观察两个气味结合蛋白在触角感器中的分布情况。结果显示,两个气味结合蛋白抗体均能标记雌雄华北大黑鳃金龟触角中的主要感器板型感器和锥形感器。