昆虫的嗅觉在昆虫取食、交配及产卵等方面发挥重要作用,而气味结合蛋白(OBPs)在其嗅觉感受过程中起着重要的功能。如果能够明确昆虫寄主定位的分子机制,则可为研制昆虫行为调节剂提供重要的理论依据和技术支持。稻纵卷叶螟Cnqphalocrocis medinalis(Guenée)是水稻上重要的害虫,基于行为调控的防治,成为防治稻纵卷叶螟的重要手段。为此,本文以稻纵卷叶螟为研究对象,在通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对水稻挥发物分离鉴定的基础上,利用触角电位仪(EAG)对稻纵卷叶螟具有电生理活性的物质进行了筛选;在分析OBPs基因表达与其行为相关性的基础上,通过荧光竞争结合、分子对接及RNA干扰等对OBPs的功能进行探索,以期为明确稻纵卷叶螟嗅觉感受的分子机制及研发其行为调节剂提供理论和技术支持。主要研究结果如下:1.稻纵卷叶螟对寄主挥发物的触角电位反应利用EAG筛选出了对不同生理时期稻纵卷叶螟具有电生理活性的挥发物。结果表明,十九烷、(Z)-3-己烯醇、(E)-2-己烯醇、(Z)-2-己烯醇、庚醇、环己醇、芳樟醇、己醛和水杨酸甲酯等挥发物能引起稻纵卷叶螟强烈的EAG反应。EAG梯度实验结果表明,挥发物对成虫的吸引作用具有其最适剂量范围,一旦超出这个阈值则活性减弱,甚至对行为有排斥作用。挥发物的结构、浓度和稻纵卷叶螟的生理状态(如日龄、性别及交配状况)均能显著性影响稻纵卷叶螟对寄主挥发物的电生理反应。2.稻纵卷叶螟对非转基因与转基因水稻的产卵选择研究了转cry2A基因水稻品种T2A-1对稻纵卷叶螟产卵行为的影响。结果表明,不同发育阶段转基因与非转基因水稻的电子鼻雷达图谱和主成分具有很高的相似度;挥发物的种类及相对含量、水稻叶片表面的硅细胞和绒毛的数量在两种水稻品种之间均无显著性差异;与常规水稻相比,稻纵卷叶螟对转基因水稻的产卵偏好性没有显著性差异。转基因水稻不会影响靶标害虫稻纵卷叶螟的产卵行为。3.稻纵卷叶螟触角感器的显微观察通过扫描电镜和透射电镜观察,在雌、雄触角上共发现了8种感器,分别为毛形感器、锥形感器、腔锥形感器、栓锥形感器、鳞形感器、耳形感器、B?hm鬃毛和坛形感器。毛形感器可能与感受寄主挥发物有关,锥形感器则可能在感受性信息素方面发挥重要作用,坛形、腔锥形感器可能与感受温湿度和CO2有关,Bohm鬃毛可能与感受昆虫运动的方向和速度有关。每种感器都有其特定的分布模式,并且感器在雌、雄个体触角上的形态、分布位置及数量呈性二型。4.稻纵卷叶螟气味结合蛋白的时空表达构建了稻纵卷叶螟触角的c DNA文库,获得2个普通气味结合蛋白(Cmed OBP2和Cmed OBP3)。时空表达结果表明,Cmed OBPs特异性的表达在稻纵卷叶螟的触角中,且表达量与日龄、性别和交配状况等密切相关:和蛹期相比,Cmed OBPs在成虫期的表达量显著提高;Cmed OBPs在雄虫的表达量高于雌虫,Cmed OBP2在1日龄雄虫触角的表达量约为同日龄雌虫的100倍;Cmed OBPs在交配后的表达量比交配前有提高,但差异不显著。Cmed OBPs的表达与稻纵卷叶螟的行为具有相关性。5.稻纵卷叶螟气味结合蛋白的功能分析荧光竞争结合结果表明,Cmed OBPs与寄主挥发物的结合特性取决于配体的种类、p H环境和OBPs的协同效应。通过同源建模和分子对接表明,氨基酸Phe120、Ala121、Ile49、Tyr50、Tyr74、Thr53和Val55主要参与了Cmed OBP2与气味分子的结合,而氨基酸Tyr136、Phe137、Ser128、His109、His125、Met103和Val124在Cmed OBP3与气味分子的结合中发挥主要作用。RNA干扰结果表明,当注射ds RNA-Cmed OBP2时,Cmed OBP2基因的表达量下调,Cmed OBP3基因的表达量会显著上调以补偿其嗅觉功能,反之亦然。注射ds RNA-Cmed OBP2或Cmed OBP3,稻纵卷叶螟对(Z)-3-己烯醇、2-庚酮和α-雪松烯的EAG反应显著性降低,当注射ds RNA-Cmed OBP2&3时,稻纵卷叶螟对挥发物的EAG反应比单独注射ds RNA-Cmed OBP2或ds RNA-Cmed OBP3时更低。Cmed OBPs在稻纵卷叶螟的嗅觉识别过程中可能存在“嗅觉补偿”的效应。这些研究结果为进一步明确稻纵卷叶螟成灾的行为机制、研制行为剂治理稻纵卷叶螟提供理论基础和技术支持,也为进一步阐明OBPs在昆虫嗅觉感受中的功能奠定了重要的理论基础。