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在昆虫与植物协同进化过程中,植食性昆虫依赖灵敏的嗅觉寻找寄主、进行寄主定位、交配产卵等,嗅觉定向起着关键作用,但植食性昆虫嗅觉定位寄主的分子机制尚不清楚。柑橘大实蝇Bactrocera minax作为一种寡食性昆虫,成虫将卵产于柑橘果实,卵孵化后幼虫取食果肉,造成严重危害,但雌成虫性成熟后是如何利用嗅觉定向准确找到寄主果实?基于此科学问题,本文首先通过室内选择性与非选择性实验,明确柑橘大实蝇的嗜好寄主,进一步通过GC-MS筛选对柑橘大实蝇有引诱作用的寄主挥发物。然后通过基因组和转录组测序及时空表达模式分析,结合RNAi技术,筛选柑橘大实蝇关键嗅觉基因,并对Bmin CSP和Bmin OBP21进行蛋白荧光竞争结合实验。最后通过蛋白组与转录组联合分析,筛选共同变化的差异基因,以此探究柑橘大实蝇嗅觉受体共受体Bmin ORCO基因功能。主要研究结果如下:1.柑橘大实蝇对不同寄主的选择及寄主挥发物活性鉴定选择柑橘大实蝇危害严重的3种寄主脐橙、蜜桔和金桔,进行室内选择性与非选择性实验,结果表明,柑橘大实蝇在选择性实验中,产卵量和产卵痕数在不同寄主之间存在显著性差异,表现为:脐橙＞蜜桔＞金桔;在非选择性实验中,柑橘大实蝇在脐橙果实上的产卵量和产卵痕数显著高于金桔与蜜桔。选择柑橘大实蝇嗜好寄主-未成熟脐橙,采用顶空吸附法收集柑橘大实蝇产卵高峰时期的脐橙挥发物,进行GC-MS分析,共鉴定出115种化合物,并选取产卵高峰时期的共同挥发物D-柠檬烯（D-Limonene）、对二氯苯（1,4-dichloro-Benzene）、罗勒烯（β-Ocimene）和反式石竹烯（（-）-trans-Caryophyllene）进行Y型嗅觉仪选择实验,结果发现,性成熟柑橘大实蝇雌虫对D-柠檬烯具有很强的趋性。2.基于组学的柑橘大实蝇嗅觉基因鉴定及时空表达模式分析构建柑橘大实蝇B.minax和橘小实蝇Bactrocera dorsalis基因组,结合NCBI已发布的实蝇科害虫地中海实蝇Ceratitis capitata和瓜实蝇Zeugodacus cucurbitae基因组,利用比较基因组学发现,嗅觉基因总数分别为:橘小实蝇（230）、地中海实蝇（195）、瓜实蝇（192）、柑橘大实蝇（164）。以柑橘大实蝇基因组为参考基因组,构建了柑橘大实蝇不同时期头部转录组,通过比较转录组分析发现Bmin OBP9、Bmin OBP12、Bmin OBP14、Bmin OBP17、Bmin OBP18和Bmin OR52在性成熟雌虫阶段高表达;时空表达模式分析表明Bmin CSP、Bmin OBP9、Bmin OBP13和Bmin OBP21在柑橘大实蝇雌雄虫触角特异性表达,Bmin OR4在雄虫触角特异性表达,Bmin IR5在雌虫触角表达量最高,Bmin OBP8在足上特异性表达。3.柑橘大实蝇嗅觉基因功能分析挑选在柑橘大实蝇触角特异表达的嗅觉基因Bmin CSP和Bmin OBP21,利用RNAi技术沉默靶标基因后,测定柑橘大实蝇对D-柠檬烯的触角电位反应,发现干扰Bmin CSP和Bmin OBP21基因后,柑橘大实蝇对D-柠檬烯的r EAG值发生显著下调。利用RNAi技术沉默Bmin CSP和Bmin OBP21基因后,观察柑橘大实蝇对脐橙和金桔的选择,发现沉默Bmin CSP和Bmin OBP21基因后柑橘大实蝇对脐橙的趋性呈下降趋势。这些结果表明Bmin CSP和Bmin OBP21是柑橘大实蝇发现寄主和寄主定位的关键基因。4.柑橘大实蝇Bmin CSP和Bmin OBP21蛋白与寄主挥发物结合特性分析对柑橘大实蝇Bmin CSP和Bmin OBP21蛋白体外原核表达后进行结合特性分析,发现Bmin CSP与D-柠檬烯、石竹烯和二十烷具有一定的结合能力,Bmin OBP21与十七烷的结合能力较强,与石竹烯具有一定结合能力,这种差异可能与蛋白的三级结构有关。对Bmin CSP和Bmin OBP21进行同源建模和分子对接,推测Bmin CSP主要依靠氨基酸Thr5、Leu12、Asp38、Met41、Leu42、Lys60、Gln61、Gly64与N-苯基-1-萘胺（1-NPN）结合形成结合腔,Bmin OBP21主要依靠氨基酸Leu4、Phe25、Lys31、Thr43、Leu46、Het47、His50、Leu67、Gln69、Thr103与1-NPN结合形成结合腔。5.基于蛋白组与转录组的柑橘大实蝇Bmin ORCO基因功能分析干扰Bmin ORCO基因后,柑橘大实蝇对其偏好寄主-未成熟脐橙的趋性明显减弱。以RNAi沉默Bmin ORCO基因作为处理组,注射ds GFP作为对照组,分别构建柑橘大实蝇头部蛋白组和转录组。比较转录组结果表明,沉默Bmin ORCO基因后5个OBPs基因和6个ORs基因发生下调;比较蛋白组结果表明,沉默Bmin ORCO基因后5个OBPs基因发生下调;蛋白组和转录组联合分析发现,沉默Bmin ORCO基因后4个OBPs基因发生下调,利用q RT-PCR对这几个OBPs基因进行时空表达模式分析,发现Bmin OBP8a显著表达于初羽化时期的雌虫触角,Bmin OBP19d2显著表达于性成熟时期的雄虫触角。综上所述,本文明确了柑橘大实蝇对D-柠檬烯具有很强的趋性。筛选了在成虫触角特异性表达的嗅觉关键基因;利用RNAi沉默Bmin CSP和Bmin OBP21后,柑橘大实蝇对D-柠檬烯的触角电位反应降低,且对脐橙的趋性降低;RNAi沉默Bmin ORCO基因后,结合转录组及蛋白组分析,Bmin OBP8a、Bmin OBP19d2、Bmin OBP99a3和Bmin OBP99c2发生下调。以上结果表明Bmin CSP、Bmin OBP21、Bmin ORCO在柑橘大实蝇发现寄主及定位寄主过程中起着关键作用,这些结果丰富了我们对于实蝇类害虫嗅觉定位寄主的认知,为筛选潜在的靶标基因和研发植物源引诱剂进行害虫绿色防控提供了科学依据。