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蝗虫是一类重要的世界性害虫，会对粮食安全造成不利的影响。特别是最近数年间，由于世界性的气候变暖，导致旱涝灾害的频繁交替发生，以及人类活动所造成的污染和对自然资源的破坏，严重影响了自然环境和生态条件。这一系列的环境变化为蝗虫爆发性增长的发生制造了极其有利的条件。化学杀虫剂是治理害虫最常见和有效的方法，但是造成的负面效果也是不可忽视的，它们对生态环境的破坏非常严峻，威胁着许多动物甚至人类的生存安全。昆虫病原真菌为害虫化学防治提供了环境友好的替代品，但是其杀速率慢等缺点阻碍了其大规模应用。昆虫对病原真菌形成了复杂的防御机制，减缓了病原真菌的杀虫速度。昆虫对病原真菌的先天免疫研究机制取得了许多重要的研究进展。然而，行为免疫作为一种高效节能的免疫方式，关于其研究报道相对较少，特别是关于非社会性昆虫行为免疫的报道。寄主广谱性真菌金龟子绿僵菌（Metarhizium anisopliae）和寄主专一性真菌蝗绿僵菌（Metarhizium acridum）菌株可以有效地控制东亚飞蝗（Locusta migratoria manilensis）灾害的发生。本研究采用双向取食选择实验的方法研究了绿僵菌对东亚飞蝗免疫行为的影响，首次明确了东亚飞蝗具有躲避昆虫病原真菌的行为。触角作为重要的感受器官，通过剪切后的双向取食选择实验发现，触角在东亚飞蝗在躲避昆虫病原真菌的行为中是必不可少的。
通过对东亚飞蝗触角蛋白质组进行分析，一共鉴定出3109个蛋白。发现其中149种蛋白质在雄性东亚飞蝗触角中分布丰富，111种蛋白质在雌性东亚飞蝗触角中分布丰富。嗅觉相关蛋白是昆虫触角中最为重要的一类蛋白质，它们通过嗅觉检测环境中的化学信号，以此维持生命活动并引发一系列重要行为反应。通过对东亚飞蝗触角蛋白组和已报道的嗅觉相关蛋白分析比较，一共鉴定出9个气味结合蛋白（Odorant binding proteins），27个化学感知蛋白（Chemosensory proteins），31个气味受体（Odorant receptors）蛋白和8个离子受体（Ionotropic receptors）蛋白。在东亚飞蝗触角蛋白质组数据库中鉴定出了两个新的化学感知蛋白（CSPs）。
通过进一步对处理组（接种病原）和对照组（未接种病原）东亚飞蝗的触角蛋白质组比较分析，发现接种与未接种病原孢子的雄性东亚飞蝗触角中一共发现了194个差异表达蛋白（DEPs），其中有104种蛋白在接种后的雄性东亚飞蝗触角中高表达。接种与未接种病原孢子的雌性东亚飞蝗触角中一共发现了218个DEPs，其中有128个在接种病原孢子后的雌性东亚飞蝗触角中高表达。通过比较蛋白质组学和荧光定量PCR方法，发现在参与外周嗅觉过程的小分子可溶性蛋白（气味结合蛋白和化学感觉蛋白）中有3个CSPs（LmigCSP1、LmigCSP20和LmigCSP60）和1个OBP（LmigOBP1）在接种了绿僵菌孢子后的东亚飞蝗雌雄触角中均有较高的表达水平。然后通过RNA干涉，发现只有LmigCSP60干涉后的东亚飞蝗5龄幼虫没有再展示出躲避病原真菌的行为，这说明LmigCSP60在东亚飞蝗躲避行为中扮演着至关重要的角色。
为了研究绿僵菌气味化合物对东亚飞蝗躲避行为的影响，通过东亚飞蝗5龄幼虫的双向取食实验，发现有甲基丙烯酸环氧丙酯甲氧基乙酰氯、二甲醚、1-甲基吲哚和苯乙醇，会使东亚飞蝗产生躲避行为。其中二甲醚、甲基吲哚和苯乙醇的浓度较低时，东亚飞蝗就已经展示出显著的躲避行为。通过原核表达，纯化得到了的LmigCSP60蛋白。通过气味配体和LmigCSP60荧光竞争结合实验，发现LmigCSP60可以和1-甲基吲哚结合。说明东亚飞蝗可以通过LmigCSP60感知1-甲基吲哚的存在。通过RNA干涉实验，发现干涉LmigCSP60后的东亚飞蝗不再展示出显著躲避1-甲基吲哚的行为，说明绿僵菌中的1-甲基吲哚在东亚飞蝗躲避绿僵菌的行为中是一个非常重要的挥发性化合物。
为了找出CSPs可能的下游蛋白，对化学感知相关的受体蛋白进行分析。一共鉴定出12个味觉受体（GRs），但是通过荧光定量PCR，发现在绿僵菌孢子接种24h后，味觉受体的RNA水平在东亚飞蝗雌雄触角中均未显著升高。通过对蛋白质组学和荧光定量PCR进行分析，发现气味受体LmigOR16在接种了绿僵菌孢子后的雌雄触角中均有较高的表达。最后通过RNA干涉，发现干涉LmigOR16后的东亚飞蝗5龄幼虫没有再出现躲避病原真菌的行为，这说明LmigOR16在东亚飞蝗躲避行为中发挥着必不可少的作用。
本研究深入探究了东亚飞蝗的免疫行为和感知病原化学信息的机制，研究结果揭示了东亚飞蝗感知病原真菌的分子机制，为通过基因工程手段设计出杀虫速度快和效率高的昆虫病原真菌提供了理论依据，并且这对设计出可以钝化或激发气味受体和化学感知蛋白质的忌避剂或者引诱剂，进而有效提高防治害虫效率等具有重要意义。
通过对东亚飞蝗触角蛋白质组进行分析，一共鉴定出3109个蛋白。发现其中149种蛋白质在雄性东亚飞蝗触角中分布丰富，111种蛋白质在雌性东亚飞蝗触角中分布丰富。嗅觉相关蛋白是昆虫触角中最为重要的一类蛋白质，它们通过嗅觉检测环境中的化学信号，以此维持生命活动并引发一系列重要行为反应。通过对东亚飞蝗触角蛋白组和已报道的嗅觉相关蛋白分析比较，一共鉴定出9个气味结合蛋白（Odorant binding proteins），27个化学感知蛋白（Chemosensory proteins），31个气味受体（Odorant receptors）蛋白和8个离子受体（Ionotropic receptors）蛋白。在东亚飞蝗触角蛋白质组数据库中鉴定出了两个新的化学感知蛋白（CSPs）。
通过进一步对处理组（接种病原）和对照组（未接种病原）东亚飞蝗的触角蛋白质组比较分析，发现接种与未接种病原孢子的雄性东亚飞蝗触角中一共发现了194个差异表达蛋白（DEPs），其中有104种蛋白在接种后的雄性东亚飞蝗触角中高表达。接种与未接种病原孢子的雌性东亚飞蝗触角中一共发现了218个DEPs，其中有128个在接种病原孢子后的雌性东亚飞蝗触角中高表达。通过比较蛋白质组学和荧光定量PCR方法，发现在参与外周嗅觉过程的小分子可溶性蛋白（气味结合蛋白和化学感觉蛋白）中有3个CSPs（LmigCSP1、LmigCSP20和LmigCSP60）和1个OBP（LmigOBP1）在接种了绿僵菌孢子后的东亚飞蝗雌雄触角中均有较高的表达水平。然后通过RNA干涉，发现只有LmigCSP60干涉后的东亚飞蝗5龄幼虫没有再展示出躲避病原真菌的行为，这说明LmigCSP60在东亚飞蝗躲避行为中扮演着至关重要的角色。
为了研究绿僵菌气味化合物对东亚飞蝗躲避行为的影响，通过东亚飞蝗5龄幼虫的双向取食实验，发现有甲基丙烯酸环氧丙酯甲氧基乙酰氯、二甲醚、1-甲基吲哚和苯乙醇，会使东亚飞蝗产生躲避行为。其中二甲醚、甲基吲哚和苯乙醇的浓度较低时，东亚飞蝗就已经展示出显著的躲避行为。通过原核表达，纯化得到了的LmigCSP60蛋白。通过气味配体和LmigCSP60荧光竞争结合实验，发现LmigCSP60可以和1-甲基吲哚结合。说明东亚飞蝗可以通过LmigCSP60感知1-甲基吲哚的存在。通过RNA干涉实验，发现干涉LmigCSP60后的东亚飞蝗不再展示出显著躲避1-甲基吲哚的行为，说明绿僵菌中的1-甲基吲哚在东亚飞蝗躲避绿僵菌的行为中是一个非常重要的挥发性化合物。
为了找出CSPs可能的下游蛋白，对化学感知相关的受体蛋白进行分析。一共鉴定出12个味觉受体（GRs），但是通过荧光定量PCR，发现在绿僵菌孢子接种24h后，味觉受体的RNA水平在东亚飞蝗雌雄触角中均未显著升高。通过对蛋白质组学和荧光定量PCR进行分析，发现气味受体LmigOR16在接种了绿僵菌孢子后的雌雄触角中均有较高的表达。最后通过RNA干涉，发现干涉LmigOR16后的东亚飞蝗5龄幼虫没有再出现躲避病原真菌的行为，这说明LmigOR16在东亚飞蝗躲避行为中发挥着必不可少的作用。
本研究深入探究了东亚飞蝗的免疫行为和感知病原化学信息的机制，研究结果揭示了东亚飞蝗感知病原真菌的分子机制，为通过基因工程手段设计出杀虫速度快和效率高的昆虫病原真菌提供了理论依据，并且这对设计出可以钝化或激发气味受体和化学感知蛋白质的忌避剂或者引诱剂，进而有效提高防治害虫效率等具有重要意义。