【摘 要】
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气味结合蛋白(odorant-binding proteins，OBPs)和化学感受蛋白(chemosensoryproteins，CSPs)表达于昆虫生存的外部环境和嗅觉受体间的淋巴液中，在识别和结合气味分子的过程中起到
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气味结合蛋白(odorant-binding proteins，OBPs)和化学感受蛋白(chemosensoryproteins，CSPs)表达于昆虫生存的外部环境和嗅觉受体间的淋巴液中，在识别和结合气味分子的过程中起到重要的作用。棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)与烟青虫H.assulta(Guenée)是我国重要的近缘种农业害虫，它们虽然同域发生，但寄主植物范围不同，自然环境下也存在生殖隔离。棉铃虫和烟青虫体内有哪些OBPs和CSPs，这些蛋白在两种昆虫中有何异同？起什么作用？为回答上述问题，我们进行了以下研究。 首先以近缘种昆虫烟蚜夜蛾Heliothis virescense(Fabricius)中公布的气味结合蛋白序列为依据设计引物，利用RT-PCR法在两种昆虫中各克隆到10个气味结合蛋白基因;同时，以棉铃虫为代表，利用高效液相色谱-电喷雾分行时间质谱法(high performance liquid chromatography-electrospray ionization-time of flight-mass spectrometry, HPLC-ESI-TOF-MS)分析了OBPs和CSPs在不同化学感受器官的表达情况，所研究的器官和发现的蛋白数目分别为:触角(OBPs:17种，CSPs:9种)、口器(OBPs:5种，CSPs:9种)、跗足(OBPs:9种，CSPs:9种)和五龄幼虫头部(OBPs:2种，CSPs:1种)，在主要的嗅觉感器器官——触角中专一表达的蛋白多达9种，均为OBPs，其中表达量较高的蛋白为GOBP1，GOBP2，PBP1和PBP2，因此推测，上述触角专一性表达的气味结合蛋白在棉铃虫嗅觉感受过程中起到重要作用。 在这些在触角专一表达的蛋白中，OBP7是研究重点之一。首先采用WesternBlot法发现OBP7在棉铃虫和烟青虫雄性和雌性触角的表达量相同。采用荧光竞争结合实验筛选性信息素及寄主植物气味等20余种化合物，发现OBP7仅结合性信息素组分(Z)-11-hexadecenal和(Z)-9-hexadecenal及对应的醇类和酯类衍生物，而且对化合物的不同链长具有选择性;随后表达了失去羧基端6个氨基酸的突变体，发现失去羧基端的OBP7对性信息素的结合能力急剧下降，表明其中含有结合信息素的关键氨基酸，通过设计突变体OBP7K123M，证明123号赖氨酸是结合信息素过程中的关键氨基酸，可能通过形成希夫碱或氢键的形式与配体相互作用。 OBP10是实验中发现的另一个专一性表达于触角的蛋白。通过Western Blot和免疫组化，发现OBP10不仅表达于棉铃虫和烟青虫的嗅觉器官中，而且在雄蛾的精液中也有表达，雄蛾可以通过交配将蛋白传递给雌蛾，并最终出现于雌蛾所产的受精卵表面。运用凝胶层析，SDS-PAGE，Western Blot，GC/MS等方法，鉴定出1-dodecene是OBP10的天然配体。在自然环境下，棉铃虫和烟青虫幼虫有同种相食的习性，雄蛾通过交配作用将携带有1-dodecene的OBP10传递给雌蛾，交配后的雌蛾所产的卵表面携带了1-dodecene，雌蛾通过触角中的OBP10来感受这种化合物，会自动避开已有卵粒的植物，使卵粒分散开来从而避免自相残杀。 通过博士期间的研究，发现多种气味结合蛋白专一表达于棉铃虫的触角中，而且在两种昆虫间的表达模式相似，并进一步证实OBP7在两种昆虫中起到结合性信息素的作用。此外，发现OBP10同时表达于两种昆虫成虫雄性生殖器官和触角中，具有释放和感受信息化学物质的双重功能。
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