昆虫有着灵敏的嗅觉,这对于种群繁衍和环境的适应都有着重要的意义。昆虫的嗅觉系统可以特异性识别环境中的气味分子,并依此作为觅食、求偶、选择寄主及产卵场所和躲避天敌的信息。烟夜蛾(Helicoverpa assulta)为鳞翅目夜蛾科昆虫,幼虫喜食烟草和辣椒等农作物。阐明烟夜蛾嗅觉系统对其主要寄主烟草的挥发性物质的识别机制,有助于我们进一步理解昆虫嗅觉识别寄主植物的机理,同时也可为我们筛选更为有效的烟夜蛾引诱剂提供依据。本研究以烟夜蛾成虫为研究对象,在收集并鉴定其主要寄主植物烟草的挥发物基础上,采用触角电位试验和产卵选择性试验测定了成虫对烟草挥发物主要成分的电生理和行为反应;并克隆得到了烟夜蛾触角的5个气味受体基因,通过爪蟾卵母细胞双电极电压钳试验筛选了5个气味受体所感受的烟草挥发物,初步明确了烟夜蛾气味受体与烟草挥发物主要成分之间的对应关系。主要试验结果如下:1.烟草挥发物的收集与鉴定:收集普通烟草开花期全株挥发性物质,并采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)对挥发物进行了组分鉴定。GC-MS结果显示烟草挥发物中的主要成分有壬醛、庚醛、芳樟醇、石竹烯、茄酮、水杨酸甲酯、烟碱、氧化石竹烯等。其中茄酮的含量最高,石竹烯和水杨酸甲酯的含量也占了较大比例,壬醛的含量最少。2.烟夜蛾对烟草挥发物的EAG及行为反应:烟夜蛾对GC-MS所测得的烟草挥发物的主要成分均有触角电位反应,其中烟夜蛾对壬醛的EAG反应最大。除了对芳樟醇和石竹烯的反应表现为雌虫显著大于雄虫外,对其它气味的反应均无明显的雌雄虫差异。在行为学试验中我们发现在0.01和0.001mol/L的浓度下,壬醛对烟夜蛾产卵有显著吸引效果,在0.1mol/L的浓度下则对雌蛾产卵有明显的驱避作用。茄酮、烟碱和庚醛在0.1mol/L的浓度下对烟夜蛾有显著驱避效果,在0.001mol/L的浓度下仅茄酮对其有引诱效果。3.烟夜蛾气味受体的克隆与功能鉴定:克隆了5个烟夜蛾的普通气味受体(OR18、OR20、OR23、OR26和OR67)的全长序列,并通过爪蟾卵母细胞双电极电压钳技术进行功能鉴定。结果表明,OR67对烟草气味中的壬醛和庚醛都有较大反应,其中壬醛的反应高达1900n A,庚醛的反应高达400n A;OR23对植物挥发物橙花叔醇、金合欢烯和乙酸香叶酯有反应,其反应大小分别可达300n A、990n A和1400n A;OR26对植物挥发物丁香酚有反应,反应大小可达310n A。茄酮和烟碱的受体还未找到,会在下一步试验中继续进行筛选。电压钳试验整体结果与EAG试验结果相符。4.烟夜蛾主要嗅觉感器对气味物质的反应:采用单感器记录方法测定了烟夜蛾触角短毛形及锥形感器对气味物质的反应,供试气味为OR67有电生理反应的气味,记录部位为触角5-65节。记录到两种类型的感器均对壬醛有反应。84.4%的短锥形感器对供试气味都有反应,该种感器中记录到两类神经元,其中一类神经元对供试气味有明显的反应,所有气味中以对壬醛的反应最大,另一类对供试气味均无反应;90%的长锥形感器对供试气味有反应,其中记录到两类神经元,其中一类神经元对壬醛和庚醛有反应,而另一类主要对氧化石竹烯有反应。其中长锥形感器的试验结果与OR67的电压钳结果相符,说明OR67可能存在于长锥形感器中,同时可能存在另一个受体也能够识别壬醛,该受体现在并未找到,还需要在接下来的试验中继续进行鉴定。