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豆野螟是一种遍布在热带和亚热带的豆类作物的主要危害物种,由于其对农业经济造成的巨大危害,化学药剂及性信息素混合物被广泛应用,作为其防治的手段。在昆虫种群中,个体与环境的关系往往是通过化学信息来调节。在昆虫的触角当中,小分子的可溶性蛋白OBPs和CSPs被证明能够携带配基分子经过水溶性淋巴液,参与到昆虫触角的电生理反应过程当中。本实验基于前期课题组的研究工作,主要研究了豆野螟嗅觉相关基因MvitOBP2、MvitCSP2和MvitCSP3在感知其宿主植物挥发物上的功能,目的是为了能够对豆野螟的绿色防治提供一些可用的理论依据。本文的研究结果大致分为几个方面:首先,我们根据转录组测序结果,PCR扩增得到了MvitOBP2、MvitCSP2和MvitCSP3全长,经过Blast比对、DANMAN和MEGA6等的分析结果显示,MvitOBP2、MvitCSP2和MvitCSP3均与桃蛀螟和稻纵卷叶螟相应的OBPs和CSPs序列有着比较高的相似性,并且在进化树中聚为一支。其次,利用qRT-PCR检测MvitOBP2、MvitCSP2和MvitCSP3在不同组织中的表达量的差异,结果显示MvitOBP2、MvitCSP2和MvitCSP3在豆野螟雌雄两性的触角表达量较丰富,在足和翅当中也有少量表达。此外,对所获得的目的蛋白首先通过荧光竞争结合实验分析检测了其与17种豇豆花挥发物的结合特性,结果显示MvitOBP2与2-甲基-3-苯丙醛、4-乙基苯甲醛和丁酸辛酯有较强的结合能力,其结合常数分别为9.50μM、8.17μM和8.04μM;当2-甲基-3-苯丙醛浓度达到9.42μM和7.81μM时,寄主植物挥发物豇豆花挥发物可以使MvitCSP2和MvitCSP3与1-NPN的复合物得荧光强度值下降到原来的1/2。此外,MvitCSP2还与柠檬烯有较强的结合能力,其结合常数为8.77μM。基于荧光竞争结合实验结果,我们选取了与三种嗅觉蛋白具有较强结合能力的寄主植物挥发物进行了3D同源建模及分子对接分析。结果显示,MvitOBP2、MvitCSP2和MvitCSP3与2-甲基-3-苯丙醛相互之间的结合能分别为-2.78、-4.26和-5.51,表明其结合能力较强。对接结果显示,豆野螟嗅觉蛋白MvitOBP2、MvitCSP2和MvitCSP3与2-甲基-3-苯丙醛结合中发挥关键作用的氨基酸位点分别是S129、L104和 F27。综上所述,通过对MvitOBP2、MvitCSP2和MvitCSP3蛋白的鉴定及其功能分析,进一步阐明了豆野螟识别寄主植物的嗅觉分子机制,为探究如何干扰豆野螟嗅觉行为从而达到生物防治目的提供了新的途径与方法。