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嗅觉在昆虫寄主定位、求偶等行为中起着关键性作用。目前已经明确,包括化学感受蛋白(CSPs)在内的多种蛋白参与昆虫嗅觉感受的过程中,但CSPs在昆虫体内具体的生理功能还不是很清楚。粘虫Mythimna separata是多种作物上重要的迁飞性害虫,在世界各地分布广泛。为了明确CSPs在粘虫中的生理功能,本研究对粘虫几个CSPs基因的表达模式、与配基的结合特性、分子对接等进行了研究,同时,还RNAi技术探讨了几种CSPs的功能。主要结果如下:化学感受蛋白基因表达谱克隆得到了 6个CSP基因(MsepCSP5,MsepCSP8,MsepCSP11,MsepCSP14,MsepCSP15和MsepCSP16)。通过RT-qPCR对MsepCSPs基因的表达模式进行分析,结果显示,MsepCSPs基因在粘虫各个发育阶段均有表达,在所检测的各个组织中也广泛分布。所有MsepCSPs基因在幼虫中均的相对表达量均高于在蛹期的表达。对于所有测试的MsepCSPs基因,雌性和雄成虫在不同发育节点显示出不同的表达模式:MsepCSP5,MsepCSP8和MsepCSP16基因在雌蛾羽化后第3d的表达量最高;在雄蛾中,MsepCSP14基因在羽化后第3d表达量最高,而MsepCSP11在羽化后1d为最高;MsepCSP15基因在雌性和雄性蛾中均表现为羽化后第1d和第5d表达量最高。对MsepCSPs基因在各组织中相对表达量的进一步分析表明,MsepCSP5,MsepCSP8和MsepCSP14基因在粘虫触角中表达量显著高于其他组织,MsepCSP11,MsepCSP15和MsepCSP16基因则分别在足、翅膀和腹部等组织中的表达高。MsepCSP5功能分析从cDNA中克隆得到MsepCSP5基因的全长序列并通过测序验证。通过大肠杆菌对MsepCSP5基因成功表达,并通过镍柱亲和层析纯化获得了MsepCSP5重组蛋白。利用荧光竞争性结合实验,分别测定了MsepCSP5与35种挥发物在pH 5.0和pH 7.4条件下的结合特性,并对高度结合的组分进行三维结构、分子对接和行为活性测定。结果表明,MsepCSP5与气味物质结合力在pH 5.0的条件下比pH 7.4的条件下高,与2-庚醇、3-戊醇、(E)-2-己烯-1-醇、3-辛烯醇、苯甲酸甲酯、(R)-(+)-α-蒎烯、(-)-柠檬烯、(+)-3-蒈烯、2-十一酮等物质的结合力较强;明确了参与MsepCSP5与挥发物结合的氨基酸残基;大多数与MsepCSP5具有较高结合力的挥发物均能引起粘虫产生行为反应,如2-庚醇、3-戊醇、(E)-2-己烯-1-醇、3-辛烯醇、苯甲酸甲酯和乙酸乙酯;注射dsMsepCSP5,降低了MsepCSP5基因的转录水平,导致粘虫对3-戊醇和1-辛烯-3-醇无明显的行为反应。MsepCSP5可能参与粘虫的嗅觉感受过程中。MsepCSP8功能分析克隆了粘虫的MsepCSP8基因全长并分析了蛋白质序列。在大肠杆菌中成功表达了MsepCSP8基因,并纯化获得了重组MsepCSP8。利用荧光竞争性结合实验,分别测定了MsepCSP8与56种配体在pH 5.0和pH 7.4条件下的结合特性,并对高度结合的组分进行三维结构、分子对接和行为反应测定。结果表明,MsepCSP8在pH 7.4的条件下与气味物质的结合力比在pH 5.0的条件下高,如环己醇、戊烯醇、己醛、辛醛、反式-2-已烯醛、2-十三酮、异松油烯、α-松油烯、(-)-萜烯醇等物质的结合力较强;利用三维结构模拟和分子对接,明确了参与MsepCSP8与气味物质结合的主要氨基酸残基;行为反应的结果表明,粘虫对与MsepCSP8显示出高结合亲和力的化合物,如环己醇、戊烯醇、异松油烯和α-松油烯等几种化合物能够产生明显的行为反应;RNAi结果表明,注射dsMsepCSP8导致MsepCSP8的表达水平显著降低,粘虫对挥发物己醛和异松油烯无明显的行为反应。MsepCSP8可能参与粘虫对寄主植物气味物质的感受过程。MsepCSP14功能分析克隆了粘虫的MsepCSP14基因全长,在大肠杆菌中成功表达并获得纯化的重组MsepCSP14;利用荧光竞争性结合实验,分别测定了MsepCSP14与21个配体在pH 7.4和pH 5.0条件下的结合测定。结果表明,MsepCSP14在pH 7.4的条件下和芳樟醇、金合欢烯、(-)-柠檬烯、(-)-萜烯醇、十九烷、R-(+)-柠檬烯、十二醛、β-紫罗兰酮、橙花椒醛有很强的结合能力;三维建模和分子对接表明,MsepCSP14的结合腔中氨基酸残基对其与疏水配体的结合中起着有重要作用。嗅觉反应的结果表明,与MsepCSP14有良好结合作用的橙花椒醛和金合欢烯对粘虫具有显著的吸引作用,而R-(+)-柠檬烯对粘虫则表现出显著的驱避作用。MsepCSP14可能参与粘虫的嗅觉感受过程。综上,本研究选择的CSPs基因在M.separata的各种组织及不同发育阶段中均有表达,表明其在化学感受中作用广泛。与CSPs具有较强结合的几种气味物质可以引起粘虫产生明显的行为反应,表明CSPs在黏虫寄主定位中可能起着重要作用。RNAi的实验结果也进一步证实了 CSPs参与了粘虫的嗅觉感受过程中,因此,对CSPs的分子作用机制的进一步研究将可为发展害虫综合治理的新策略奠定基础。