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灵敏的嗅觉系统在昆虫感知周围环境各种信息物质中起着重要作用,普遍认为气味结合蛋白（OBPs）参与了嗅觉识别的第一步,在昆虫感知过程中起到重要作用。近年来,基于OBPs与气味物质选择性结合的特性,以其为分子靶标筛选昆虫潜在行为活性物质的反向化学生态学得到了发展和应用。稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis是水稻上的重要害虫,实验室前期通过转录组测序,鉴定了其多个OBPs基因,并对部分CmedOBPs在稻纵卷叶螟嗅觉感受中的功能进行了研究,但对于CmedOBPs与寄主挥发物的结合特性及机制仍不清晰,对利用CmedOBPs筛选稻纵卷叶螟可能的行为活性物质带来了困难。为此,本论文以稻纵卷叶螟触角高表达的CmedOBP13为对象,探究了其与水稻挥发物的结合特性以及机制,以期为通过CmedOBPs高效筛选稻纵卷叶螟潜在的行为活性物质提供理论基础。主要研究结果如下:1.稻纵卷叶螟CmedOBPs基因的克隆及分泌特性成功克隆了CmedOBP13（KP975124）和CmedOBP20（KP975131）2个基因,经过序列分析发现CmedOBP13有6个保守的半胱氨酸Cys位点,属于Classic OBPs,CmedOBP20有4个保守的半胱氨酸Cys位点,属于Minus-C OBPs;信号肽预测结果表明,CmedOBP13和CmedOBP20分别含有22个和16个信号肽。利用酵母信号肽筛选系统,对2个蛋白进行了分泌验证。TTC染色实验均能观察到明显的显色反应,表明CmedOBP13和CmedOBP20的信号肽具有分泌活性;此外,构建了真核表达载体pcDNA3.1-Myc-CmedOBP13和pcDNA3.1-Myc-CmedOBP20,转化HEK293T细胞,成功在细胞裂解物和培养基中通过WB检测到CmedOBP20存在,证明了CmedOBP20能够分泌到细胞外。2.稻纵卷叶螟CmedOBPs的原核表达纯化及与配基的结合特性成功构建了pET32b-CmedOBP13和pET32b-CmedOBP20载体,通过大肠杆菌原核表达系统,对CmedOBP13和CmedOBP20进行了表达纯化,获得了高纯度的重组蛋白。通过荧光竞争结合测定了在pH 7.4和pH 5.0条件下,重组CmedOBP13与35种水稻挥发物以及3种稻纵卷叶螟性信息素的亲和力。结果显示,重组CmedOBP13与己醛、橙花叔醇、2-十三酮等23种挥发物具有较好结合能力（Ki＜50μM）,其中与己醛、2-庚酮、橙花叔醇、2-十三酮、水杨酸甲酯和Z-法尼烯6种水稻挥发物具有很强的结合特性（Ki＜20μM）,与3种性信息素组分均表现结合曲线异常无法测定。此外,重组CmedOBP13与配基在pH 7.4条件下的结合力比在pH 5.0条件下的结合能力更强。圆二色谱分析的结果表明,CmedOBP13的二级结构主要为α螺旋,在pH 5.0条件下其α螺旋含量相比pH 7.4条件增多,但在pH 3.0条件下其α螺旋含量急剧减少。在分别添加23种与重组CmedOBP13具有结合力的配基后发现,在pH 7.4条件下,（-）-柠檬烯、环己醇、庚酮等15种物质能够引起CmedOBP13中α螺旋含量变化,且随着配基浓度的升高,α螺旋的含量降低,其中（-）-柠檬烯引起的变化较其他物质更为明显。在pH 5.0条件下,辛烯、二十烷和Z-法尼烯等5种物质能够引起CmedOBP13中α螺旋含量的变化。其他物质则对CmedOBP13二级结构变化影响较小。3.稻纵卷叶螟CmedOBP13与配基的结合机制以黑腹果蝇Drosophila melanogaster的Dmel OBP28a（PDB编号:6QQ4.1.A）为模板,同源建模得到CmedOBP13空间结构。结果显示,CmedOBP13模型具有3个二硫键,6个α螺旋,且在蛋白中间形成一个疏水性的结合腔;CmedOBP13与5种具有结合能力且有强烈EAG反应活性的气味物质分子对接结果显示,CmedOBP13的73位亮氨酸残基（Leu 73）能与芳樟醇和庚醇形成氢键,116位酪氨酸残基（Tyr116）能与E-2-己烯醇、2-庚酮和己醛形成氢键。根据分子对接结果,推测氢键作用是CmedOBP13结合配基的主要相互作用力,据此设计了CmedOBP13的5个突变体蛋白CmedOBP13L73A、CmedOBP13L73W、CmedOBP13Y116A、CmedOBP13Y116F和CmedOBP13L73A-Y116A,通过原核表达及纯化获得了5个突变体的重组纯蛋白。荧光竞争结合发现,与突变前的CmedOBP13相比,突变体CmedOBP13L73A、CmedOBP13Y116F和CmedOBP13L73A-Y116A与芳樟醇、庚醇、E-2-己烯醇、2-庚酮和己醛5种物质的结合能力大大下降,且均失去了结合能力（Ki＞50μM）;CmedOBP13L73W与芳樟醇和庚醇,CmedOBP13Y116与E-2-己烯醇、2-庚酮和己醛仍然具有结合能力。进一步,将CmedOBP13L73A、CmedOBP13Y116F、CmedOBP13L73A-Y116A和剩余18种与CmedOBP13具结合能力的物质进行荧光竞争结合测定后发现,CmedOBP13L73A除了与2-十三酮和Z-法尼烯的结合曲线异常上升无法测定外,与其余16种物质的结合能力均相较于原始CmedOBP13大幅降低,且与环己醇、R-异松油烯、3-戊醇等13种物质失去了结合能力（Ki＞50μM）,与（-）-柠檬烯、橙花叔醇和Z-3-己烯醇仍存在微弱的结合能力。除与Z-法尼烯结合曲线异常上升无法测定外,CmedOBP13Y116F与除紫罗兰酮外的16种气味物质结合能力大幅降低,且均失去了结合能力（Ki＞50μM）,与紫罗兰酮仍然具有结合能力且与CmedOBP13相比结合能力变化较小。除与Z-法尼烯结合曲线异常上升无法测定外,CmedOBP13L73A-Y116A与8种物质的结合能力下降,与（-）-柠檬烯、2-十三酮、3-戊醇等6种物质均失去了结合能力（Ki＞50μM）,与环己醇、橙花叔醇、R-异松油烯等11种物质仍具结合能力,相比于CmedOBP13,与环己醇、橙花叔醇、Z-3-己烯醇等6种物质的结合能力保持不变,与异丙基甲苯、二十烷、紫罗兰酮3种物质的结合能力增强。说明Leu 73和Tyr 116氨基酸残基是CmedOBP13与配基结合的关键位点。综上,本研究克隆了稻纵卷叶螟CmedOBP13和CmedOBP20基因,明确了2个蛋白为分泌性蛋白,以CmedOBP13为靶标筛选了23种对稻纵卷叶螟具有潜在行为活性的物质,探明了Leu 73和Tyr 116为CmedOBP13与配基结合的关键位点。研究结果对于进一步明确OBPs与配基的结合机制提供了参考。