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作为地球上种类和数量最为庞大的动物类群之一,昆虫在其漫长的自然选择过程中逐渐衍生出一套精密的嗅觉感受系统,正是依赖着自身嗅觉系统的灵敏性、专一性等特点,昆虫得以从纷繁复杂的化学气味中,筛选并识别出与自身生命活动相关的信息,从而完成觅食、交配、产卵、趋避等重要的生命活动。因此,嗅觉系统在昆虫的生存繁衍的过程中扮演着重要的角色,有关昆虫嗅觉系统的研究,是揭示昆虫生存奥秘的必要且极其重要的环节之一。红脂大小蠹(Dendroctonus valens,Red Turpentine Beetle,RTB)在分类学上属鞘翅目小蠹科(Coleoptera:Scolytidae),大小蠹属(Dendroctonus),其原产地为美国和加拿大等北美地区,主要危害松杉类针叶树种。在我国,红脂大小蠹的寄主主要为油松,它们通过蛀食油松树干危害树体的健康,其蔓延扩散速度极为迅猛。红脂大小蠹能够通过自身的嗅觉感受系统灵敏地识别来周围环境中各种复杂的化学信号,从而进行各种生命活动,完成自身种群的繁衍和扩散。已有研究证实,嗅觉相关的基因,如气味结合蛋白(Odorant binding proteins,OBPs)基因,化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)基因,气味受体(Olfactory receptors,ORs)基因等,在红脂大小蠹识别和筛选外界气味物质过程中起到了重要作用。本试验在前期对红脂大小蠹嗅觉基因鉴定的基础上,对其OBPs、CSPs两类基因在其不同组织器官内的表达情况进行分析;并进一步对DvalOBP3和DvalOBP16两个在红脂大小蠹体内高表达的基因进行体外蛋白表达,验证其蛋白与红脂大小蠹生命活动相关的8种气味物质的结合能力。后续,又对红脂大小蠹气味降解酶相关基因进行了发掘和初步归类分析,主要结果如下:1.红脂大小蠹气味结合蛋白(OBPs)表达谱研究利用RT-qPCR对已鉴定得到的21个红脂大小蠹OBP基因进行表达分析。结果表明,DvalOBP在红脂大小蠹成虫的触角上皆有不同程度的表达。12个DvalOBP基因(DvalOBP1-5、DvalOBP12、DvalOBP14-18、DvalOBP20)呈现出触角特异(高)表达的特点;DvalOBP13、DvalOBP19在红脂大小蠹的足,翅中呈特异(高)表达的特点;DvalOBP6、DvalOBP8-11、DvalOBP20在红脂大小蠹幼虫期和蛹期的表达量要明显高于成虫触角、足、翅等组织的表达量。2.红脂大小蠹化学感受蛋白(CSPs)表达谱研究利用RT-qPCR对已鉴定得到的6个红脂大小蠹CSP基因进行表达分析。结果显示:DvalCSP基因具有广泛的表达谱,在红脂大小蠹的不同组织,不同的生长时期皆有分布。其中,DvalCSP 5在红脂大小蠹足和翅中呈现特异(高)表达特点;DvalCSP2,DvalCSP5在红脂大小蠹成虫的4个组织中的表达量普遍较高,蛹和幼虫期表达量微弱,并有雌性触角高表达现象;DvalCSP 4,DvalCSP5,DvalCSP6在红脂大小蠹的雌雄触角中的表达量微弱。3.红脂大小蠹味气味结合蛋白(OBPs)基因功能的研究利用荧光竞争结合实验探究DvalOBP3,DvalOBP16两个在红脂大小蠹触角高表达的气味结合蛋白与8种红脂大小蠹生命活动相关的气味物质的结合能力。试验结果显示:在与4种红脂大小蠹信息素结合的过程中,DvalOBP3与桃金娘烯醛的结合能力最强,与顺-马鞭草烯醇和反-马鞭草烯醇的结合能力较弱,与桃金娘烯醇没有明显结合反应。DvalOBP16与4种信息素有一定的结合能力,与反-马鞭草烯醇的结合能力最强。DvalOBP3和DvalOBP16对4种寄主植物所产生的萜烯类化合物都具有一定的结合能力,且这两种蛋白与同种寄主挥发物质的结合能力表现出相似性。4.红脂大小蠹气味降解有关基因的鉴定与分析对转录组数据进行同源比对,鉴定得到49个细胞色素P450基因(cytochrome P450s,CYP450s)和12个谷胱甘肽S-转移酶基因(Glutathione S-transferases,GSTs)。根据Blastx结果与相关昆虫进行同源比对,并分别构建了系统进化树。系统进化树结果表明,细胞色素P450基因的保守性要低于谷胱甘肽S-转移酶基因。