【摘 要】
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昆虫主要通过嗅觉系统识别环境中气味,完成寄主定位、寻找配偶、产卵、逃避天敌等生命活动,而嗅觉蛋白在此过程中扮演着重要角色。花蓟马Frankliniella intonsa（Trybom）因体型小、繁殖快、适应性强、发生严重等特点,给我国农作物生产造成重大威胁。本研究基于花蓟马转录组数据,克隆并鉴定了花蓟马3个嗅觉相关基因:化学感受蛋白基因CSP1、CSP2和嗅觉受体基因OR,分析明确了3个基因在花
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昆虫主要通过嗅觉系统识别环境中气味,完成寄主定位、寻找配偶、产卵、逃避天敌等生命活动,而嗅觉蛋白在此过程中扮演着重要角色。花蓟马Frankliniella intonsa（Trybom）因体型小、繁殖快、适应性强、发生严重等特点,给我国农作物生产造成重大威胁。本研究基于花蓟马转录组数据,克隆并鉴定了花蓟马3个嗅觉相关基因:化学感受蛋白基因CSP1、CSP2和嗅觉受体基因OR,分析明确了3个基因在花蓟马不同发育阶段和不同组织中的表达情况,利用RNAi技术,结合电生理与嗅觉行为,初步明确了花蓟马CSP1蛋白在嗅觉行为中的功能,为进一步揭示花蓟马嗅觉机制、研发防控新技术提供科学依据。主要结果如下:1.利用RT-PCR技术克隆和鉴定了2个化学感受蛋白基因CSP1、CSP2和1个嗅觉受体基因OR,Gene Bank登录号分别为MT199111、MT211602和MT211603。3个基因开放阅读框（ORFs）分别为405 bp、390 bp和1374 bp,各自编码135、130和458个氨基酸。CSP1和CSP2具有典型的化学感受蛋白结构特征,具有4个保守的半胱氨酸,且N端均有20个氨基酸左右的信号肽;通过系统进化树分析,3个嗅觉蛋白与西花蓟马的嗅觉相关蛋白亲缘关系最近。2.通过构建pET30a-CSP1、pET28a-CSP2和pET30a-OR原核表达载体,成功诱导表达重组蛋白CSP1、CSP2和OR;其中p ET30a-CSP1在上清中表达,p ET28a-CSP2和p ET30a-OR在包涵体中表达,通过变性、稀释复性和镍柱亲和层析纯化后获得高纯度蛋白。3.利用qRT-PCR分析CSP1、CSP2和OR基因在花蓟马1龄若虫、2龄若虫、蛹以及羽化2 d、5 d和10 d雌成虫中的表达情况,发现3个基因均在2龄若虫阶段表达量最高,蛹期表达量最低。组织分布研究结果表明,CSP1、CSP2和OR在雌成虫触角、头、胸、腹、足均有表达,其中CSP1基因在足中表达量最高,其次是头部和胸部;CSP2基因在触角中表达量最高;OR基因在头部的表达量最高,其次为胸部、足部。利用免疫胶体金标记CSP1在不同发育阶段花蓟马的触角,结果表明CSP1蛋白在若虫期表达量最高,其次为成虫,但蛹期表达量极低。4.利用“Y”型嗅觉仪,研究沉默CSP1基因对花蓟马行为选择的影响。与对照组（注射dsGFP）相比,注射dsCSP1的花蓟马对对茴香醛和烟酸乙酯气味源的偏好性显著降低,另对气味源无选择反应的个体显著增加。EAG电生理实验表明,对茴香醛刺激下注射dsCSP1的花蓟马的触角电位反应强度显著低于dsGFP对照组。
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