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黄野螟化学感受基因的鉴定与分析

植物保护 2021年第6期47卷 34-48页

作者：李资聪刘磊杨斌严善春王桂荣东北林业大学林学院哈尔滨150040 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

昆虫的化学感受系统在昆虫的取食、交配等多种行为中发挥着重要作用。黄野螟Heortia vitessoides是一种寡食性害虫,幼虫具有聚集性、暴食性等特点,对土沉香Aquilaria sinensis危害严重。本研究使用高通量测序技术对黄野螟成虫触角和口... 详细信息

昆虫的化学感受系统在昆虫的取食、交配等多种行为中发挥着重要作用。黄野螟Heortia vitessoides是一种寡食性害虫,幼虫具有聚集性、暴食性等特点,对土沉香Aquilaria sinensis危害严重。本研究使用高通量测序技术对黄野螟成虫触角和口器的转录组进行了测序,共鉴定到124个化学感受基因,包括50个气味受体(odorant receptor,OR)基因,19个离子型受体(ionotropic receptor,IR)基因,17个味觉受体(gustatory receptor,GR)基因,19个气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因,17个化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP)基因和2个感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein,SNMP)基因。通过系统进化和差异表达分析,对黄野螟化学感受基因的分化,以及不同性别、不同组织间的表达差异进行系统性的研究。以气味受体为例,HvitOR42、HvitOR43和HvitOR48聚在传统的性信息素受体(pheromone receptor,PR)分支,其中HvitOR42和HvitOR43在雄性成虫触角中特异性高表达,这3个气味受体可能参与识别黄野螟雌性成虫释放的性信息素。此外,HvitOR20在雌性成虫触角中特异性高表达,可能与雌性成虫交配和产卵等行为相关。本研究为进一步探究黄野螟的化学感受机制提供了分子基础,为开发以化学生态学为基础的黄野螟绿色害虫防控技术提供了理论依据。

关键词：黄野螟转录组高通量测序化学感受基因

韭菜迟眼蕈蚊的化学感受基因鉴定、表达及对寄主挥发物的嗅觉行为反应

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韭菜迟眼蕈蚊的化学感受基因鉴定、表达及对寄主挥发物的嗅觉行为...

作者：张宇鑫山东农业大学

学位级别：硕士

韭菜迟眼蕈蚊(双翅目:眼蕈蚊科),俗称韭蛆,是一种危害严重的农业害虫,为害寄主的根部造成作物减产。韭菜迟眼蕈蚊以包括百合科、葫芦科和菊科在内的7科蔬菜为食,同时也是蘑菇的潜在害虫之一,3龄幼虫期危害最为严重。目前韭蛆的防治主要... 详细信息

韭菜迟眼蕈蚊(双翅目:眼蕈蚊科),俗称韭蛆,是一种危害严重的农业害虫,为害寄主的根部造成作物减产。韭菜迟眼蕈蚊以包括百合科、葫芦科和菊科在内的7科蔬菜为食,同时也是蘑菇的潜在害虫之一,3龄幼虫期危害最为严重。目前韭蛆的防治主要依靠化学杀虫剂,由于其广泛的抗药性和缓慢的毒性以及随之而来的例如农药残留和食品安全等诸多问题。作为化学杀虫剂的替代品,一种高效环保无毒的防控方法亟待被开发。在韭菜迟眼蕈蚊识别寄主过程中,寄主植物间共有的挥发物和化学感受基因发挥着关键的作用。然而,目前韭菜迟眼蕈蚊对寄主挥发物的反应尚不明确。在本研究中,针对嗅觉识别中的这两大关键环节,我们鉴定了韭菜迟眼蕈蚊的化学感受基因,并探究了韭菜迟眼蕈蚊对不同寄主挥发物的电生理和行为反应,主要结果如下:1.在本研究中,基于幼虫和蛹的转录组,一共鉴定到57个化学感受基因,其中包括51个气味结合蛋白(OBPs,odorant binding proteins)和6个化学感受蛋白(CSPs,chemosensory proteins)。与前人研究的成虫转录组相比,11个BodoOBP在成虫期特异性表达,6个BodoOBP在幼虫期和蛹期特异性表达。两个化学感受蛋白BodoCSP2和BodoCSP3只在成虫期有表达。2.选取12种葱属寄主和侧耳属寄主间共有的挥发性化合物进行了触角电位(EAG,electroantennography)分析和行为检定。己醛引起了雄成虫和雌成虫极度显著的EAG响应并且对韭蛆的行为有显著影响。在行为学分析中,100 mg/mL的甲基丙基二硫醚、1-辛烯-3-醇和己醛可以显著驱避3龄幼虫和雌成虫。同时,3龄幼虫和雌成虫分别可以被10 mg/mL和100 mg/mL的柠檬烯显著吸引。本研究结果提供了韭菜迟眼蕈蚊在嗅觉方面具有研究价值的靶基因,同时提供了潜在用于新型高效环保害虫防治策略的化合物。

关键词：韭菜迟眼蕈蚊寄主挥发物化学感受基因触角电位嗅觉行为

斑痣悬茧蜂化学感受基因鉴定、组织表达谱及体外表达的研究

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斑痣悬茧蜂化学感受基因鉴定、组织表达谱及体外表达的研究

作者：廖成武江苏科技大学

学位级别：硕士

斑痣悬茧蜂Meteorus pulchricornis属膜翅目茧蜂科,是斜纹夜蛾Spodoptera litura、甜菜夜蛾Spodoptera exigua等鳞翅目害虫的重要优势寄生性天敌,寄主范围广,是控制鳞翅目害虫数量的重要自然因子。近年来,随着各种测序技术、分子生物学... 详细信息

斑痣悬茧蜂Meteorus pulchricornis属膜翅目茧蜂科,是斜纹夜蛾Spodoptera litura、甜菜夜蛾Spodoptera exigua等鳞翅目害虫的重要优势寄生性天敌,寄主范围广,是控制鳞翅目害虫数量的重要自然因子。近年来,随着各种测序技术、分子生物学及生物信息学技术的迅猛发展,一大批昆虫的化学感受基因被鉴定出来,极大的丰富了我们对昆虫化学感受机制的认识,但已报道的案例多集中在鳞翅目、鞘翅目等昆虫中,对膜翅目寄生性昆虫的化学感受研究仍较为缺乏。寄生蜂的化学感受系统在其取食、交配和产卵等行为中具有举足轻重的作用。寄生蜂在复杂的化学环境中成功定位寄主是其成功寄生害虫、胁迫害虫种群动态及自身繁衍的基础条件,对寄生蜂化学感受机制的研究有助于我们深入了解寄生蜂搜寻行为生态学机制,理清寄生效率与化学信号介导的寄生蜂寄主识别间的关系,也对更好的利用寄生蜂开展害虫生防实践具有重要的参考价值。本论文研究内容包括:(1)通过二代转录组测序,从斑痣悬茧蜂触角中获得一系列的化学感受基因,对气味结合蛋白(OBPs),化学感受蛋白(CSPs),感觉神经元膜蛋白(SNMPs),气味受体(ORs),离子受体(IRs),味觉受体(GRs),羧酸酯酶(CXEs),谷胱甘肽S转移酶(GSTs)进行序列比对,并构建系统进化树。利用q PCR检测OBPs,GRs,CXEs,GSTs在不同组织中的表达水平。(2)通过二代转录组测序,从斑痣悬茧蜂产卵器转录组中鉴定出一系列的化学感受基因(OBPs,CSPs,ORs,IRs,GRs)。对其进行序列比对和系统进化树构建。采用q PCR实验构建产卵器OBPs的组织表达谱。另外通过扫描电子显微镜观察和记录其形态结构和感器类型。(3)筛选触角特异性表达的Mpul OBP9。根据其ORF序列,利用Primerprimer 5软件设计特异性引物,以及筛选合适的酶切位点,构建Mpul OBP9/pet32a(+)重组质粒,通过原核表达扩大培养获得重组蛋白。利用镍柱层析纯化重组蛋白,并利用肠激酶切除His标签,最后利用离子柱纯化获得目的蛋白。所有结果如下:构建了斑痣悬茧蜂触角转录组数据库,共拼接出34,967个unigenes,N50值为2482bp,鉴定出的unigenes与毁侧沟茧蜂Microplitis demolitor相似度最高。系统进化分析预测这些化学感受基因具有较高的同源性。使用生物信息学方法,共鉴定出16个气味结合蛋白基因Mpul OBPs,8个化学感受蛋白基因Mpul CSPs,99个气味受体基因Mpul ORs,19个离子受体基因Mpul IRs,13个味觉受体基因Mpul GRs,1个感觉神经元膜蛋白基因Mpul SNMP。q PCR结果表明14个Mpul OBPs(Mpul OBP1和Mpul OBP4-16)在触角表达水平高于其它组织,推测这些基因可能在斑痣悬茧蜂的嗅觉信号识别中发挥关键作用。Mpul OBP2和Mpul OBP3分别在足和腹部中高表达,推测这些Mpul OBPs可能还参与了斑痣悬茧蜂体内其它生理功能。9个Mpul GRs(Mpul GR1,Mpul GR 3,Mpul GR 5,Mpul GR 7,Mpul GR 9,Mpul GR 10,Mpul GR 11,Mpul GR 12,Mpul GR 13)在触角表达水平明显高于足和腹部,推测这些Mpul GRs可能在斑痣悬茧蜂的化学信号感知中具有重要的作用。为全面了解斑痣悬茧蜂对嗅觉信号的感受过程,揭示气味分子被感知后的降解代谢机制。对斑痣悬茧蜂触角气味降解酶(Odor Degrading Enzymes,ODEs)基因进行预测并构建组织表达谱。共鉴定出20个羧酸酯酶基因Mpul CXEs,13个谷胱甘肽S转移酶基因Mpul GSTs。q PCR结果表明,9个Mpul CXEs(Mpul CXE1-3,Mpul CXE 9,Mpul CXE 13,Mpul CXE 14,Mpul CXE 16,Mpul CXE 18,Mpul CXE 20)在触角中高表达,还有9个Mpul CXEs(Mpul CXE5,Mpul CXE 7,Mpul CXE 8,Mpul CXE 10-12,Mpul CXE 15,Mpul CXE 17,Mpul CXE 19)在非嗅觉感受器官(腹部)中高表达。Mpul CXE4在产卵器中高表达,而Mpul CXE6在触角和腹部中具有相似的表达量。4个Mpul GSTs(Mpul GST2和Mpul GST6-8)主要在触角中表达。9个Mpul GSTs(Mpul GST1,Mpul GST3-5,Mpul GST9和Mpul GST10-13)在腹部中高表达。Mpul GST11在触角和腹部的表达量相似

关键词：斑痣悬茧蜂化学感受基因气味降解酶基因触角转录组产卵器转录组蛋白纯化

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五种实蝇化学感受基因的鉴定与进化分析

五种实蝇化学感受基因的鉴定与进化分析

作者：崔扬仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

经过漫长进化过程,昆虫能够进化出可以识别植物化学物质的嗅觉感受系统,从而作出相应的生理反应和行为活动。在分子水平上,昆虫的嗅觉系统是怎样进化出适应特定的植物化学物质,仍然是一个有争议的话题。许多种类的果实蝇属Bactrocerans... 详细信息

经过漫长进化过程,昆虫能够进化出可以识别植物化学物质的嗅觉感受系统,从而作出相应的生理反应和行为活动。在分子水平上,昆虫的嗅觉系统是怎样进化出适应特定的植物化学物质,仍然是一个有争议的话题。许多种类的果实蝇属Bactrocerans会被一些特定植物源气味化合物所吸引,主要包括甲基丁香酚(Methyl eugenol,ME)和覆盆子酮(Raspberry ketone,RK)。与其他昆虫一样,实蝇通过嗅觉系统识别ME或RK,而嗅觉感受系统的差异可能是导致对这些植物源气味化合物识别的差异。为了探讨嗅觉相关基因的差异,本研究以3种对ME有趋性的实蝇(桔小实蝇Bactrocera dorsalis、木瓜实蝇Bactrocera papayae和番石榴实蝇Bactrocera correcta),以及2种对RK有趋性的实蝇(瓜实蝇Bactrocera cucurbitae和南瓜实蝇Bactrocera tau)作为研究对象,通过转录组测序,得到了高质量的触角转录组数据。然后,利用荧光定量分析方法鉴定出触角特异表达或高表达的嗅觉感受基因,以及性别差异的嗅觉基因。与此同时,我们对所有化学感受基因进行分析,发现气味结合蛋白(Odorant binding proteins,OBPs)和气味受体(Olfactory receptors,ORs)两个家族进化速率最高,推测这些基因进化可能与识别特定植物化合物有关。本研究分别从嗅觉感受基因的蛋白序列差异、基因转录水平和基因进化速率分析五种实蝇差异,这些研究为研究实蝇嗅觉进化的分子机制提供了独特的见解。主要研究结果如下:1)利用线粒体DNA序列对实蝇属与黑腹果蝇Drosophila melanogaster进行系统发育关系分析,发现对ME有趋性的***、***和***聚为一支,对RK有趋性的***和***聚为另一支,说明这些实蝇对植物源引诱剂反应的进化与其在物种的系统进化是一致的。2)通过对五种实蝇触角转录组数据进行生物信息学分析,鉴定出五种实蝇的化学感受基因ORs、IRs、GRs、SNMPs、OBPs和CSPs,在这五种实蝇以及之前报道过的其他双翅目昆虫中,均鉴定出了数量相似的候选化学感受基因。在候选的化学感受基因中,编码SNMPs、CSPs和“antennal IRs”的基因是严格保守的,只有少量的候选化学感受基因在五种实蝇间的OR、GR和OBP基因家族略有差异。3)五种实蝇化学感受同源基因的氨基酸比对分析表明,OBPs相似性为73.7%00%,ORs相似性为73.8%8.7%,IRs相似性为83.9%8.6%,GRs相似性为91.6%8.5%,CSPs相似性为93.8%7.8%,SNMPS相似性为93.7%5.0%。在对ME有趋性的实蝇中,OR43a.2(85.7%)、OR59a.1(86.3%)、OR7a.4(87.3%)、OR67d.2(88.1%)、OBP19d.3(88.1%)和OBP19d.1(88.9%)等家族成员的相似性较低。在对RK有趋性的实蝇中,OR43a.2(77.2%)、OR67c.1(78.5%)和OBP19d.3(84.0%)的相似性也低于其他家族成员。4)通过五种实蝇中化学感受基因家族的选择压力分析,发现所有化学感受基因家族的d N/d S化学感受基因均发生了显著的纯化选择。在五种实蝇中,ORs和OBPs的d N/d S值相对较大,表示它们可能承受了较小的净化选择压力。5)通过RT-qPCR和DEG转录分析对不同组织间和雌雄之间的表达差异进一步分析。结果表明,所有的ORs和antennal IRs在实蝇中均表现为触角特异性表达。Bpap OBP56d、Bpap OBP83ef、Bpap OBP83g、Bpap OBP99c.1c和Btau OBP56g主要在雄虫触角中表达,而Bpap OR7a.2、Bdor OBP56a、、Bdor OBP56g、Bdor OBP57c、Bcor OBP44a、Bcor OBP99c.2和Bcuc OBP50c主要在雌虫触角中表达。6)通过RT-qPCR进一步分析基于FRKM值的ORs和OBPs基因的差异表达。在OR基因家族中,OR88a在对ME有趋性的实蝇中的表达水平较高,OR92a在对RK有趋性的实蝇中表达水平较高,OR59a.1在***中的表达量显著高于其它实蝇。在OBP基因家族中,OBP19a、OBP19d.3和OBP99b在对ME有趋性的实蝇中表达水平较高。

关键词：实蝇化学感受基因甲基丁香酚覆盆子酮转录组

稻绿蝽和大稻缘蝽化学感受基因鉴定与表达分析

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稻绿蝽和大稻缘蝽化学感受基因鉴定与表达分析

作者：林家豪仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

稻绿蝽Nezara viridula和大稻缘蝽Leptocorisa acuta都是亚洲水稻上的危害较严重的害虫。主要防治方法为化学防治,由于化学防治的各种弊端,需要寻求环境友好型的防控手段。昆虫触角中的气味结合蛋白（odorant-binding protein,OBP）和... 详细信息

稻绿蝽Nezara viridula和大稻缘蝽Leptocorisa acuta都是亚洲水稻上的危害较严重的害虫。主要防治方法为化学防治,由于化学防治的各种弊端,需要寻求环境友好型的防控手段。昆虫触角中的气味结合蛋白（odorant-binding protein,OBP）和化学感受蛋白（chemosensory proteins,CSP）是识别各种气味化合物的主要嗅觉感受蛋白,也被证实是昆虫嗅觉行为调控剂的重要靶标分子。由于昆虫的OBP和CSP的功能多样性,我们需要准确判断其基因表达模式。而触角和口器分别属于昆虫嗅觉和非嗅觉两种器官,而且都大量富含这两种OBPs和CSPs。因此,本研究利用二代测序方法分别对稻绿蝽和大稻缘蝽触角和口器进行转录组测序,并且利用生物信息学方法鉴定两种蝽科害虫的OBPs和CSPs基因,继而分析这些蛋白与其他半翅目昆虫的进化关系。为了进一步探索两种蝽科害虫的潜在功能,我们对OBPs和CSPs基因在触角和口器中进行差异表达分析,利用q PCR方法进一步验证特定OBPs和CSPs在雌雄触角表达水平。具体的研究内容与研究结果如下:（1）稻绿蝽中鉴定到42个OBPs和13个CSPs,所鉴定OBPs包括34 Classic OBPs和8个Plus-C OBPs;大稻缘蝽中鉴定到26个OBPs和17个CSPs,所鉴定OBPs包括22Classic OBPs和4个Plus-C OBPs。（2）系统发育分析显示,两种害虫的OBPs高度保守,可以分为Classic OBP和Plus-C OBP。稻绿蝽OBPs系统发育分析结果显示,存在一个OBPs扩张（Nvir OBP29/30/32/36）,同时发现2对姐妹对（Nvir OBP12/18和Nvir OBP21/34）。稻绿蝽CSPs系统发育分析结果显示,稻绿蝽CSPs没有发现基因扩张和姐妹对。其他的OBPs分别与茶翅蝽Halyomorpha halys和荔枝椿象Tessaratoma papillosa聚在一起。大稻缘蝽OBPs系统发育分析结果显示,存在一个OBPs扩张（Lacu OBP21/24/26）。大稻缘蝽CSPs系统发育分析发现2个姐妹对（Lacu CSP4/8和Lacu CSP5/9）存在。（3）稻绿蝽OBPs和CSPs差异性分析显示,29个OBPs（Nvir OBP1,3-14,16-18,20-25,27-30,33,35和37）和4个CSPs（Nvir CSP3,4,6和9）高表达于触角,5个OBPs（Nvir OBP36,38,39,41和42）和3个CSPs（Nvir CSP8,11和12）高表达于口器。大稻缘蝽OBPs和CSPs差异性分析显示,12个OBPs（Lacu OBP1,3,5,6,7,9,11,13,15,16,18和23）和2个CSPs（Lacu CSP6和13）高表达于触角,7个OBPs（Lacu OBP4,8,12,19,24,25和26）和8个CSPs（Lacu CSP3,4,6,8,9,10,12和13）高表达于口器。（4）荧光定量进一步分析两种害虫OBPs和CSPs在雌雄触角和口器的表达水平,在稻绿蝽中,5个OBPs基因（Nvir OBP36/38/39/41和42）三个CSPs基因（Nvir CSP8/11和12）在口器中的表达量较高。除了2个OBPs（Nvir OBP29和37）,其他差异性分析结果与荧光结果分析一致。另外,3个OBPs中（Nvir OBP16/25/27）在雌虫触角的表达水平明显高于雄虫,1个OBP（Nvir OBP20）在雄虫触角的表达水平明显高于雌虫。在大稻缘蝽中,7个OBPs基因（Lacu OBP4/8/12/19/24/25和26）,2个CSPs（Lacu CSP7和15）在口器中表达量较高9个OBPs（Lacu OBP1/5/7/11/13/14/17/20和23）属于触角高表达,2个OBPs（Nvir OBP11和13）在雄虫触角的表达水平明显高于雌虫。而两种蝽科的CSPs在雌雄虫触角表达水平没有明显差异。

关键词：稻绿蝽大稻缘蝽化学感受基因转录组表达分析

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柑橘木虱化学感受基因的鉴定及差异性分析

柑橘木虱化学感受基因的鉴定及差异性分析

作者：陈雷仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

亚洲柑橘木虱Diaphorina citri是传播柑橘黄龙病的重要媒介昆虫,柑橘黄龙病(HuangLongBing,HLB)又叫柑橘黄梢病,是世界范围内流行的毁灭性的柑橘病害,是通过亚洲柑橘木虱为传播载体引发的高危病害。为了有效的防控柑橘木虱虫害传毒,我... 详细信息

亚洲柑橘木虱Diaphorina citri是传播柑橘黄龙病的重要媒介昆虫,柑橘黄龙病(HuangLongBing,HLB)又叫柑橘黄梢病,是世界范围内流行的毁灭性的柑橘病害,是通过亚洲柑橘木虱为传播载体引发的高危病害。为了有效的防控柑橘木虱虫害传毒,我们可以通过分子靶标技术鉴定出未知的化学感受蛋白分子,以此来达到引诱和防控害虫的目的。然而,目前有关柑橘木虱嗅觉感受分子机理尚未完全了解,因此,本文我们利用柑橘木虱触角及腹部转录组数据进行嗅觉感受分子机理的探索是很有必要的。我们在柑橘木虱雌雄成虫的触角及腹部末端转录组数据库中鉴别出了许多与化学感受相关的基因家族,并对其进行了雌雄表达量差异性分析,这些基因编码后包括9个气味结合蛋白、12个化学感受蛋白、46个气味受体蛋白、20个味觉受体蛋白、35个离子型受体蛋白、4个感觉神经元膜蛋白和四类不同性质的气味降解酶蛋白(80个细胞色素P450、12个酯酶、5个乙醛脱氢酶,以及1个羧酸酯酶)。通过分析雌雄触角及腹部末端Illumina的测序转录组数据中的单基因图谱来实现不同的基因表达差异分析。最终结果显示:在雌雄触角及腹部末端表达模式中大量的化学感受基因没有明显地差异性。然而,通过RNA-seq和RT-qPCR方法分析得到了4 DcitOBPs,4 DcitCSPs,4Dcit IRs,1 Dcit SNMPs和2 DcitCYPs这15个基因在触角中的表达量明显高于腹部末端中的表达量。而1个DcitCYP在腹部末端组织表达中有较高的表达。经研究发现,柑橘木虱触角及腹部的化学感受基因存在雌雄差异和组织差异性表达。这些研究结果首次揭开了研究柑橘木虱化学感受机理的序幕,为今后鉴定昆虫嗅觉基因差异性表达,以及进一步研究昆虫嗅觉系统与生物学系统之间的联系奠定了基础。

关键词：柑橘木虱转录组图谱化学感受基因嗅觉味觉实时荧光定量PCR 生物信息学系统发育分析

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黄曲条跳甲化学感受基因的鉴定与表达分析

黄曲条跳甲化学感受基因的鉴定与表达分析

作者：王正兵仲恺农业工程学院

学位级别：硕士

黄曲条跳甲Phyllotreta striolata(Fabricius)是十字花科蔬菜的主要害虫之一,在中国南方地区严重危害十字花科蔬菜的生产。目前黄曲条跳甲的防治主要依靠化学防治,但农药的过度使用导致抗药性产生和食品安全隐患。因此,需要发展新型的... 详细信息

黄曲条跳甲Phyllotreta striolata(Fabricius)是十字花科蔬菜的主要害虫之一,在中国南方地区严重危害十字花科蔬菜的生产。目前黄曲条跳甲的防治主要依靠化学防治,但农药的过度使用导致抗药性产生和食品安全隐患。因此,需要发展新型的防治策略。应用引诱化合物或驱避化合物是害虫防治的发展方向之一,研究黄曲条跳甲的化学感受基因可以加深对化学感受基因的认知,同时也为将来对其功能研究奠定科学基础。本论文对本实验室前期构建的黄曲条跳甲转录组数据进行生物信息学分析,通过同源性分析和c DNA末端快速扩增技术(RACE)从黄曲条跳甲转录组数据库中鉴定化学感受相关基因并获得基因全长;应用生物信息学方法分析候选基因的结构和特征,并构建系统发育进化树;应用实时荧光定量PCR技术,研究化学感受基因在不同性别的嗅觉器官与非嗅觉器官的表达差异。通过以上研究,获得以下结果:1)黄曲条跳甲化学感受基因鉴定和生物信息学分析应用生物信息学方法和RACE技术共鉴定16个化学感受基因,其中气味结合蛋白(Odorant-binding proteins,OBPs)基因3个,化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)基因2个,气味受体(Odorant receptors,ORs)基因1个,离子型受体(Ionotropic receptors,IRs)基因7个,感受神经膜蛋白(Sensory neuron membrane proteins,SNMPs)基因2个,味觉受体(Gustatory receptors,GRs)基因1个。通过选取部分昆虫的化学感受基因与鉴定所得的黄曲条跳甲化学感受基因构建系统发育进化树,分析显示黄曲条跳甲化学感受基因多与赤拟谷盗等鞘翅目昆虫的化学感受基因的进化关系较为接近。(1)Pstr OBP1、Pstr OBP2、Pstr OBP3分别与松墨天牛Monochamus alternatus的Malt OBP4、Malt OBP3和赤拟谷盗Tribolium castaneum的Tcas OBP19d同源性最高,分别为52%、41%、42%。(2)Pstr CSP1与Pstr CSP2分别与与黄粉甲Tenebrio molitor的Tmol CSP3和赤拟谷盗***的Tcas CSP6同源性最高,分别为57%和37%。(3)Pstr SNMP1和Pstr SNMP2分别与松山甲虫Dendroctonus ponderosae的Dpon SNMP(AFI45066.1)和赤拟谷盗***的Tcas SNMP2-like(XP08198962.1)最高,分别为49%和46%;系统进化分析显示,2个SNMP分在SNMP1和SNMP2两类的分支上。(4)Pstr IR1、Pstr IR2、Pstr IR5、Pstr IR6、Pstr IR7均与glutamate receptor ionotropic,kainate类基因同源性较高,Pstr IR3与赤拟谷盗***的glutamate receptor 2的同源性最高,同源性为59%,Pstr IR4与赤拟谷盗glutamate[NMDA]receptor subunit 1同源性最高,同源性达到87%。(5)Pstr OR2与赤拟谷盗***的Tcas OR37同源性最高,同源性为34%。(6)Pstr GR1与Tcas GR10同源性最高同源性为69%,与Dmel GR21a为直系同源。2)嗅觉感受基因在黄曲条跳甲两性嗅觉和非嗅觉的组织的表达分析采用q RT-PCR方法,分别选取黄曲条跳甲不同性别的触角和腹端,研究了其雌雄虫Pstr OBP1、Pstr OBP2、Pstr OBP3、Pstr CSP1、Pstr IR1、Pstr IR2、Pstr IR3、Pstr SNMP1和Pstr SNMP2在这2个部位的表达情况。(1)OBPs的表达研究显示:Pstr OBP1与Pstr OBP2为触角特异表达,Pstr OBP1在雄虫触角表达量是雌虫触角表达量的2倍,Pstr OBP2在雄虫和雌虫触角均是特异表达,且在两性触角的表达量无明显差异,Pstr OBP3在雄虫腹部的表达量高于触角,同时雄虫触角与雌虫触角表达量相差不大,因此推测Pstr OBP1可能在雄虫感知异性性信息素的过程中起作用;推测Pstr OBP2可能参与感知普通气味;推测Pstr OBP3可能参与雄虫聚集信息素的释放和对聚集信息素的感知;(2)CSPs的表达研究显示:Pstr CSP1在触角和腹部均有表达,在雌虫腹部表达最低,其余部位表达差异不显著;(3)IRs表达研究显示:Pstr IR1、Pstr IR2、Pstr IR3在触角和

关键词：黄曲条跳甲化学感受基因生物信息学基因表达

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夜蛾黑卵蜂转录组及化学感受相关基因的分析

植物保护 2022年第6期48卷 264-277页

作者：周婉徐琢杨文俊毛燕盛龙玉杜军利武德功王增霞黄保宏安徽科技学院资源与环境学院滁州233100 安徽科技学院农学院滁州233100

寄生蜂在寻找寄主、交配和产卵等过程中会受到来自植物和寄主的化学信息物质的影响。夜蛾黑卵蜂Telenomus remus Nixon是鳞翅目夜蛾科多种害虫卵期重要的寄生性天敌。本研究利用Illumina Novaseq 6000高通量测序平台,对夜蛾黑卵蜂雌、... 详细信息

寄生蜂在寻找寄主、交配和产卵等过程中会受到来自植物和寄主的化学信息物质的影响。夜蛾黑卵蜂Telenomus remus Nixon是鳞翅目夜蛾科多种害虫卵期重要的寄生性天敌。本研究利用Illumina Novaseq 6000高通量测序平台,对夜蛾黑卵蜂雌、雄成虫的头部和腹部转录组进行测序,共获得16 238条unigenes。通过NR、NT、KO、KOG、Swiss-Prot、PFAM和GO 7个公共数据库进行比对注释,从NR数据库中筛选获得62个化学感受相关基因。对其进行同源性分析表明,这些化学感受基因与其他膜翅目昆虫中发现的化学感受基因亲缘关系最近。实时荧光定量PCR检测结果显示,大多数化学感受基因在头部高表达,表明头部器官在昆虫感受化学信息的过程中发挥着关键作用。此外,CSP1和IR1在成虫腹部高表达,可能与成虫交配、产卵和性信息素的识别等行为有关。本研究将为揭示夜蛾黑卵蜂寄主搜寻和觅食行为化学生态调控机制提供基础,为研发夜蛾黑卵蜂天敌引诱剂、增强夜蛾黑卵蜂的田间防效提供参考。

关键词：夜蛾黑卵蜂化学感受基因转录组测序生物防治

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实蝇科昆虫对寄主植物的选择和响应研究进展

植物保护 2023年第5期49卷 196-206页

作者：郭腾达秦誉嘉李志红中国农业大学植物保护学院植物生物安全系农业农村部植物检疫性有害生物监测防控重点实验室北京100193

实蝇科昆虫种类繁多,全球广泛分布,其中诸多种类可直接为害果蔬,造成巨大经济损失,是国际检疫性或入侵性害虫。实蝇主要通过成虫产卵和幼虫取食来为害寄主植物,实蝇与寄主植物之间的相互作用包括实蝇对寄主的选择以及实蝇对寄主的响应... 详细信息

实蝇科昆虫种类繁多,全球广泛分布,其中诸多种类可直接为害果蔬,造成巨大经济损失,是国际检疫性或入侵性害虫。实蝇主要通过成虫产卵和幼虫取食来为害寄主植物,实蝇与寄主植物之间的相互作用包括实蝇对寄主的选择以及实蝇对寄主的响应。本文综述了实蝇科昆虫对寄主植物的选择,包括对不同寄主植物种类、寄主植物不同部位和寄主植物不同品种的选择;以及对寄主植物的响应包括对寄主植物的生长发育响应,对寄主植物的行为响应。同时总结了实蝇的化学感受器官、化学感受基因及抗性相关基因在实蝇对寄主植物选择和响应中的作用,以期为深入了解实蝇科昆虫对寄主植物的选择和响应机制以及研发实蝇类害虫防治技术提供参考。

关键词：实蝇科寄主选择植物挥发物化学感受基因抗性相关基因