褐飛虱對(duì)水稻揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)及其氣味結(jié)合蛋白基因的克隆.pdf

1、褐飛虱Nilaparvata lugens(Stal)，屬于同翅目Homoptera，飛虱科Delphacidae，是我國(guó)及亞洲其它稻區(qū)的主要害蟲(chóng)。由于褐飛虱成、若蟲(chóng)喜陰濕環(huán)境，常群集于稻叢基部，且隨其抗藥性不斷增強(qiáng)，給傳統(tǒng)的化學(xué)防治方法帶來(lái)一定的困難。隨著化學(xué)生態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，同時(shí)從昆蟲(chóng)嗅覺(jué)的行為反應(yīng)和分子機(jī)制研究植食性昆蟲(chóng)與寄主植物之間相互關(guān)系，已經(jīng)成為研究昆蟲(chóng)嗅覺(jué)機(jī)理、生物防治策略的新途徑。目前關(guān)于褐飛虱對(duì)水稻揮發(fā)物電生理

2、行為反應(yīng)及其嗅覺(jué)感受蛋白的研究還很少。因此，本研究擬通過(guò)測(cè)定褐飛虱對(duì)水稻揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)，篩選對(duì)褐飛虱具有電生理活性的物質(zhì)；同時(shí)構(gòu)建褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組文庫(kù)，克隆氣味結(jié)合蛋白基因，以期為進(jìn)一步篩選對(duì)褐飛虱具有行為活性的水稻揮發(fā)物及探索其嗅覺(jué)機(jī)理提供參考依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1褐飛虱對(duì)水稻揮發(fā)物的觸角電位反應(yīng)
　　 利用觸角電位儀測(cè)定了不同羽化蟲(chóng)齡、蟲(chóng)態(tài)的褐飛虱對(duì)8類共35種水稻揮發(fā)物的EAG反應(yīng)。結(jié)果表明：褐飛

3、虱對(duì)濃度為10μg/μl的水稻揮發(fā)物的EAG反應(yīng)平均值為4-8mV，羽化1d、羽化5d(未交配)和羽化5d(已交配)的褐飛虱長(zhǎng)翅雌蟲(chóng)、長(zhǎng)翅雄蟲(chóng)、短翅雌蟲(chóng)和短翅雄蟲(chóng)對(duì)8類共35種水稻揮發(fā)物的EAG反應(yīng)強(qiáng)度不同，但是在P<0.05水平上，大部分rEAG之間無(wú)顯著性差異。褐飛虱對(duì)不同類別化合物的EAG反應(yīng)也無(wú)顯著性差異。
　　 2褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組信息分析
　　 剪取褐飛虱各齡若蟲(chóng)及成蟲(chóng)的觸角，構(gòu)建了褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組文庫(kù)，并對(duì)其

4、中的EST進(jìn)行了初步分析。結(jié)果表明，褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組文庫(kù)中共含有70239條Unigenes。通過(guò)對(duì)褐飛虱觸角所有的Unigenes進(jìn)行GO分類統(tǒng)計(jì)，有60686條Unigenes屬于生物學(xué)過(guò)程、細(xì)胞組分和分子功能3個(gè)過(guò)程，占到Unigenes總數(shù)的86.4%。通過(guò)KEGG注釋信息分析，獲得注釋到功能的褐飛虱觸角的Unigenes有11785條(占16.8%)，涉及219類代謝通路(metabolism pathway)。其中，包含有可

5、能與褐飛虱觸角相關(guān)的刺激神經(jīng)配體-受體互作通道、趨化因子信號(hào)通路等。褐飛虱觸角Unigenes與COG數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)，預(yù)測(cè)Unigenes可能的功能并做功能分類統(tǒng)計(jì)，共有13629條Unigenes比對(duì)到功能，占整個(gè)Unigenes的19.4%。
　　 3褐飛虱氣味結(jié)合蛋白基因的克隆
　　 從褐飛虱觸角轉(zhuǎn)錄組文庫(kù)中選取兩個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因片段NlugOBP4和NlugOBP5，克隆并獲得全長(zhǎng)序列?；騈lugOBP4核苷酸序

6、列可讀框全長(zhǎng)591bp，編碼194個(gè)氨基酸殘基；NlugOBP5核苷酸序列可讀框全長(zhǎng)426bp，編碼141個(gè)氨基酸殘基。兩個(gè)褐飛虱OBP基因均含有6個(gè)半胱氨酸的保守位點(diǎn)和24個(gè)氨基酸的信號(hào)肽序列，具有昆蟲(chóng)氣味結(jié)合蛋白的典型特征。通過(guò)對(duì)褐飛虱NlugOBP4和NlugOBP5編碼的氨基酸與已報(bào)道的其它昆蟲(chóng)的29個(gè)OBP的同源性分析發(fā)現(xiàn)，NlugOBP4與其它昆蟲(chóng)的OBP同源性均較低。NlugOBP5與灰飛虱的LstrOBP1和LstrOB