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小菜蛾Plutella xylostella(L.)是危害十字花科作物的世界性害虫。在中国分布广泛,几乎遍及全国各地,南方一些省份尤为严重;在北方,随着十字花科蔬菜的大面积种植,小菜蛾抗药性增加,其危害也逐年增加。昆虫利用其敏感而复杂的嗅觉系统感知环境中各种化学信息素,寻找和选择产卵地、寄主以及配偶等。而气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)在昆虫专一性识别外界环境的第一步生化反应中起着决定性作用,但其确切的功能尚未明确。本研究对小菜蛾5个重要的OBPs开展了克隆鉴定、原核表达、荧光竞争结合实验、同源建模等工作,以期阐明气味结合蛋白在小菜蛾寄主选择中的作用机理,为寻找新的防治策略奠定理论基础。主要研究结果如下:1)采用 PCR技术克隆了PxylGOBP1、PxylGOBP2、PxylOBP1、PxylOBP2以及 PxylOBP3(Gen Bank 登录号分别为 KT070561、KT070564、KT070560、KT070562 与 KT070563);cDNA 编码序列全长分别为 501、492、345、546、465 bp,分别编码167、164、115、182、155个氨基酸;预测分子量分别为19.53、18.57、12.73、20.98、17.47 KDa;等电点分别为 5.65、5.12、9.10、5.23、9.0;PxylGOBP1、PxylGOBP2和PxylOBP3 N-末端分别包含22、22和16个氨基酸组成的信号肽序列,PxylOBP1和PxylOBP2不含信号肽序列;二级结构在线预测显示大多由a-螺旋组成;序列比对分析表明,他们均具有6个保守的半胱氨酸,氨基酸排列为:C1-X23-30-C2-X3-C3-X41-42-C4-X10-13-C5-X8-C6 属于典型的“Classic”OBPs。采用 MEGA 5.1 邻近法构建进化树,PxylGOBP1、PxylGOBP2、PxylOBP2 分别与脐橙螟蛾 Amyelois transitellaAtraGOBP1、苹果银蛾 Arguresthia conjugellaAconGOBP2、家蚕Bom byx mori BmorOBP2 亲缘关系最近;PxylOBP1与甜菜夜蛾Spodoptera exigua SexiOBP20、斜纹夜蛾Spodoptera litura SlitOBP19相似性较高;PxylOBP3与斜纹夜蛾SlitOBP32、冬尺蠖蛾Operophterabrumata ObruOBPa的相似性较高。2)成功构建了pET28a-PxylOBP 重组质粒,将重组质粒导入表达宿主细胞BL21(DE3)中成功表达,但表达形式均为包涵体。通过包涵体变性复性的方法获得大量蛋白溶液,经镍柱纯化后,获得目的蛋白,Western Blot验证蛋白表达成功。圆二色谱测定复性后蛋白的二级结构,结果显示均为α螺旋结构。3)以1-NPN为荧光探针,利用荧光竞争结合实验,研究了PxylOBPs与3种性信息素、36种寄主挥发物和趋避植物番茄挥发物的结合特性。5个OBPs表现出不同的结合能力:PxylGOBPl与性信息素结合能力最强,推测PxylGOBPl对气味识别具有特异性,在感知性信息素,雄虫寻找配偶,躲避天敌过程中发挥重要功能;PxylGOBP2与大多数气味均可结合且结合能力较强,推测PxylGOBP2在感受性信息素和植物挥发物中发挥着重要作用;小菜蛾PxylOBP1可与性信息素顺11-16碳烯乙酸酯结合,与其他两种性信息素不能有效结合,其次只与正己醇、正辛醇、罗勒烯、乙酸香叶酯结合且结合能力较弱,不能与其他物质有效结合,推测PxylOBP1在定位寄主中起作用;小菜蛾PxylOBP2与性信息素顺11-16碳烯乙酸酯可以结合,但结合能力不如寄主植物挥发物,结合能力最强的是寄主植物挥发物芳樟醇、正壬醇、其次与四种醛类均可以结合,推测PxylOBP2蛋白可以有效结合芳樟醇、正壬醇,这两种化合物协同促进小菜蛾寻找配偶;小菜蛾PxylOBP3不能有效的与3种性信息素结合,但能与大多数醛类结合,其中与苯甲醛结合能力最强,推测PxylOBP3在感知寄主挥发物和趋避植物挥发物方面起着重要作用。4)通过构建3-D结构模型,发现PxylGOBPs的结合腔主要由疏水性氨基酸组成。模型显示,PxylGOBP2比PxylGOBP1结合口袋更大,口袋内部的疏水性氨基酸更多,进一步证实PxylGOBP2比PxylGOBP1结合谱更广;结合I-TASSER服务器分析,发现 PxylGOBPl 的结合位点为 Ile52、Ser56、His70、Thr73、Met90、Glu98、Ile1 11 与 Ile114 等;PxylGOBP2 的结合位点为 Thr9、Phe12、Ile52、Ser56、Met62、Met73、Met90、Glu98、Val111 以及 Thr114 等。