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化学通讯对于没法借助语言和文字交流的昆虫来说是昆虫个体之间,以及与周遭环境传递和接受信息的至关重要的方式。嗅觉系统,是感受化学通讯的最主要的生理系统。昆虫嗅觉识别机制的阐明,有助于人们开发更加有效,更加绿色的防治手段来控制害虫。绿盲蝽Apolygus lucorum在我国大范围商业化种植BT棉后,在棉田生态系统中替代棉铃虫成为主要害虫。与嗅觉相关的蛋白质是行使这个识别机制功能过程中不可缺少的物质基础,这些蛋白包括化学感受蛋白(chemosensory proteins;CSPs)、气味结合蛋白(odorant binding proteins;OBPs)、嗅觉受体(olfactory receptors; ORs)、神经元膜蛋白(sensory neuron membrane proteins; SNMPs)和气味降解酶(odorant degrading enzymes;ODEs),在防治绿盲蝽的手段中可以作为新的潜在靶标基因加以利用。其中,化学感受蛋白在嗅觉识别中行使结合气味物质的功能,同时在其他生理方面也有多种不同功能。所以,在本文中,构建的绿盲蝽触角均一化cDNA文库里,有针对性的鉴别得到8个绿盲蝽化学感受蛋白基因,并命名为AlucCSP1-8。之后对这8个基因进行了生物信息学分析和组织表达谱的分析。
1.借助SMART技术成功的构建了绿盲蝽触角均一化cDNA文库,利用生物信息学方法对文库进行了聚类分析,一共获得unigenes3881条,unigenes平均长度1143.87 bp,碱基长度大于等于400bp的unigenes共3753条,占总unigenes的96.7%。之后对全部unigenes进行功能注释,结果显示更具其功能不同共分成了3个大类分别是细胞组分cellular components共396条,分子功能molecularfunctions共934条和生物过程biological processes共745条。KEGG分析结果显示,共定位1590个pathway,涉及到5个大类分别是新陈代谢Metabolism,遗传信息处理Genetic Information Processing,环境信息处理EnvironmentalInformation Processing,细胞过程Cellular Processes,人类疾病HumanDiseases。以上结果反应出文库涉及基因全面,质量较高。
2.从文库中已获得的ESTs序列中筛选出了8个绿盲蝽化学感受蛋白基因AlucCSP1-8,并根据其编码的氨基酸序列构建了Neighbor-joining tree,并比对了同源性,在结果中可以看出AlucCSP3的相似性和遗传距离与其他基因最远。根据其基因序列预测了其编码的氨基酸序列,然后分析了CSPs在绿盲蝽中的氨基酸结构通式。
3.借助Real-time PCR方法检测了8个CSPs在成虫不同组织部位间的表达差异。结果显示,在绿盲蝽中CSPs在胸腹表达量基本都较低,而在触角,足部表达最高,其次在翅膀表达量也较高,而在头部略有表达。比较特殊的AlucCSP3特异性的在触角高表达,AlucCSP1,8在足中表达量最高,AlucCSP2,4,5,6,7在雌触角和足中表达量都很高。通过这一结果和氨基酸结构可以推测,AlucCSP1,8为一类,AlucCSP3单独为一类,而AlucCSP2,4,5,6,7,可能是另一类,他们在绿盲蝽体能各自行使着不同的功能。