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昆虫学报 2024年第2期67卷 171-182页

作者：陈淑婷王凯王惠鑫谢桂英赵新成陈文波河南农业大学植物保护学院河南省害虫绿色防控国际联合实验室郑州450046

【目的】基于粘虫Mythimna separata成虫脑转录组数据,明确粘虫体内生物胺受体基因的分子特征及组织表达特性,为粘虫生物胺受体基因的功能研究提供基础。【方法】从粘虫成虫脑转录组数据库中筛选生物胺受体基因序列;基于粘虫基因组数据... 详细信息

【目的】基于粘虫Mythimna separata成虫脑转录组数据,明确粘虫体内生物胺受体基因的分子特征及组织表达特性,为粘虫生物胺受体基因的功能研究提供基础。【方法】从粘虫成虫脑转录组数据库中筛选生物胺受体基因序列;基于粘虫基因组数据库,对筛选到的生物胺受体进行基因定位;利用最大似然法对鉴定到的生物胺受体进行系统发育分析;利用qRT-PCR检测鉴定到的生物胺受体基因在粘虫雌雄成虫脑、触角、下唇须、翅、足、胸和腹中的表达量。【结果】从粘虫成虫脑转录组数据库中鉴定出17个生物胺受体基因,包括5个多巴胺受体基因、 5个5-羟色胺受体基因、 5个章鱼胺受体基因和2个酪胺受体基因。这17个生物胺受体基因分布于8条染色体上,其中7个受体基因共定位于22号染色体上。鉴定到的粘虫生物胺受体与斜纹夜蛾Spodoptera litura、家蚕Bombyx mori和烟草天蛾Manduca sexta生物胺受体具有较高的同源性。粘虫多巴胺受体基因均在雌雄成虫脑和触角中高表达,其中MsepDop2,MsepDop3-1,MsepDop3-2和MsepDopEcR在雌成虫脑中的表达量显著高于在雄成虫脑中的表达量;章鱼胺受体基因MsepOA1和MsepOA2B2在胸部高表达,且在雌成虫胸部中的表达量显著高于雄成虫胸部中的,MsepOA3和MsepOA2B1-3在嗅觉组织触角和下唇须中也具有较高的表达量,并且表达量具有性别差异;酪胺受体基因在脑和触角中具有较高的表达量,其中MsepTA2在雌成虫腹部中的表达量显著高于雄成虫腹部中的;Msep5-HT1基因在脑部中的表达量显著高于在其他组织中的,Msep5-HT2基因在脑、触角和下唇须中都具有较高的表达量。【结论】本研究获得了粘虫17个生物胺受体基因,明确了其在雌雄成虫不同组织中的表达模式,并发现部分生物胺受体基因在粘虫嗅觉和生殖组织中的表达具有性别差异,这为进一步研究粘虫生物胺受体的生理功能提供了基础。

关键词：粘虫生物胺受体转录组系统发育表达谱

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生物胺受体对红火蚁接纳和排斥行为的影响

生物胺受体对红火蚁接纳和排斥行为的影响

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作者：代文男兰州大学

学位级别：硕士

蚂蚁作为社会性昆虫,表现出复杂的社会组织和分工合作,但目前对其个体和群体的行为决策机制还知之甚少。入侵物种红火蚁具有单蚁后巢穴和多蚁后巢穴两种社会组织表型。红火蚁的社会组织表型与社群染色体(分别为SB和Sb)完全连锁。单蚁后... 详细信息

蚂蚁作为社会性昆虫,表现出复杂的社会组织和分工合作,但目前对其个体和群体的行为决策机制还知之甚少。入侵物种红火蚁具有单蚁后巢穴和多蚁后巢穴两种社会组织表型。红火蚁的社会组织表型与社群染色体(分别为SB和Sb)完全连锁。单蚁后巢穴包含SB/SB纯合体工蚁和一只SB/SB蚁后;而多蚁后巢穴同时包含SB/SB和SB/Sb工蚁和多只SB/Sb蚁后。研究表明,单蚁后巢穴的SB/SB工蚁排斥一切外来蚁后;而多蚁后巢穴的工蚁则比较“包容”,它们会杀死SB/SB蚁后,但会接纳其他巢穴的SB/Sb蚁后。生物胺在红火蚁的行为调节中扮演着重要角色,但其相关分子机制尚未完全清楚。通过基因组注释分析发现,生物胺受体基因显著富集于社群染色体。为探究影响红火蚁社会组织表型的调控机制,本研究选取社群染色体上的生物胺受体基因作为候选基因。通过生物信息学分析、体外过表达细胞实验和药理学行为实验表明:1)不同社群染色体上的章胺受体、酪胺受体和多巴胺受体之间存在多个单碱基变异和结构变异。且经体外过表达实验表明,Sb上的章胺受体与其配体的亲和力显著低于SB单倍型;而多巴胺受体1上一段718 bp的序列缺失对其表达产生了显著影响。2)多巴胺受体1受到显著正选择效应,且RNA表达水平差异分析表明,不同社群染色体上的多巴胺受体1在不同等级、不同组织中均呈现显著差异表达。3)多巴胺受体对红火蚁工蚁的社会行为有显著影响。药理学行为实验结果显示,施加多巴胺受体拮抗剂的单蚁后工蚁对多蚁后增加了接纳行为,减少了威胁、蛰咬、攻击等排斥行为,而施加多巴胺受体激动剂的单蚁后工蚁则会增加攻击、蛰咬等排斥行为。综上所述,生物胺受体在红火蚁的社群染色体上显著富集,其中Sb单倍型上的章胺受体经体外实验证明与其配体的结合亲和力显著低于SB单倍型;而多巴胺受体1在Sb单倍型中的表达水平显著降低,且在工蚁对蚁后的接纳和排斥行为中被证明发挥着重要作用。本文的研究结果为深入理解社会性昆虫的行为机理和遗传机制提供了基础,同时为防控这一入侵害虫提供了理论支持。

关键词：红火蚁生物胺受体社会行为接纳行为排斥行为

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生物胺受体配基结合区域及其位点的预测

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生物物理学报 2005年第2期21卷 95-102页

作者：郭志云张怀渝王月兰岳俊杰梁龙黄培堂军事医学科学院生物工程研究所北京100071 四川农业大学生命科学院原子能应用研究室雅安625014

生物胺受体被认为是一类重要的药物靶标,用生物信息学手段寻找它的配基结合位点并分析其功能,对于药物设计具有重要的指导意义。从整体上结合可变性、疏水性和保守性构建了受体的2D螺旋横切面模型,预测出其可能的配基结合区Ⅰ、Ⅱ,其中... 详细信息

生物胺受体被认为是一类重要的药物靶标,用生物信息学手段寻找它的配基结合位点并分析其功能,对于药物设计具有重要的指导意义。从整体上结合可变性、疏水性和保守性构建了受体的2D螺旋横切面模型,预测出其可能的配基结合区Ⅰ、Ⅱ,其中TM3、TM4以及TM7在配基结合中起关键作用,E-Ⅱ环也参与了配基结合这一过程,这是对以往普遍认为只有TM参与配基结合的延伸。从局部上寻找了生物胺受体及其子受体的motif,提出了父家族可变子家族保守motif概念,即父家族可变区中出现的子家族保守的motif。最后结合整体与局部分析结果分析了各motif的功能,预测了行使配基结合功能的motif及其相应位点,结果证明与突变实验结果有很好的吻合度。

关键词：生物胺受体配基 motie生物信息学功能

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生物胺受体配基结合区域及其位点的预测

生物胺受体配基结合区域及其位点的预测

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作者：郭志云四川农业大学

学位级别：硕士

生物胺受体是G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)类视紫质受体家族的一个亚家族,根据序列同源性与配基的结合情况它又可以分为七个子受体家族,分别是:乙酰胆碱(Acetylcholine)受体、肾上腺素(Adreno)受体、多巴胺(Dopami... 详细信息

生物胺受体是G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)类视紫质受体家族的一个亚家族,根据序列同源性与配基的结合情况它又可以分为七个子受体家族,分别是:乙酰胆碱(Acetylcholine)受体、肾上腺素(Adreno)受体、多巴胺(Dopamine)受体、组胺(Histamine)受体、奥克巴胺(Octopamine)受体、血清素(Serotonin)受体和示踪胺(Trace amine)受体。它的肽链由N末端、C末端、3个胞外环(ECL1→ECL3)、3～4个胞内环(ICL1→ICL4)以及由胞内外环连接的7个跨膜α螺旋(TM1→TM7)所组成。生物胺是一种刺激神经组织的分子,它需要对应的受体来传递和行使功能,所以生物胺受体成为了一种非常重要的药物靶标。如何在生物胺受体结构数据严重匮乏的基础上研究受体的配基结合位点及其它功能位点,已成为药物设计中的关键问题。过去主要是通过亲和标记和点突变等实验方法进行研究。由于亲合试剂数量的限制以及突变实验的间接影响,对于生物胺受体的研究具有很大的限制性与盲目性。而采用生物信息学方法可以有效的弥补实验上的缺陷,并指导后续的实验。为了更准确地描述生物胺受体的配基结合机制,本研究采用motif结合受体三维结构的预测方法,从整体与局部两个层次对受体做了分析。从整体上,分析了生物胺受体的可变性、疏水性和保守性。值得注意的是,E-Ⅱ环很可能也参与了配基结合这一过程,过去人们普遍认为只有TM区参与配基结合,但从可变性分析结果来看,生物胺受体的E-Ⅱ环很可能会象已知结构的视紫质受体那样伸入到TM区形成的“口袋”中,与TM区一起参与配基的结合。从疏水性分析来看,TM3、TM5与TM7在整体上是高度亲水的,推测可能是配基直接结合区域。结合可变性、疏水性和保守性构建了生物胺受体的2D螺旋横横切面模型,从中找到了两个可能的配基结合区Ⅰ、Ⅱ,从位置来看TM3与TM7位于结合区的中部,与Ⅰ、Ⅱ的接触区域最大,并且面向结合区的残基多数为亲水且保守的,推测TM3和TM7主要在配基中起着稳定结构的重要作用;相反TM4可变性很高,所以我们推测TM4可能在配基结合中起关键的作用。从局部上,寻找了生物胺受体及其子受体的motif,提出了父家族可变子家族保守motif概念,即父家族可变区中找到的子家族保守的motif,往往这样的motif在生物胺子受体的配基结合中起关键作用。综合整体与局部分析结果分析了各motif的功能,预测了行使配基结合功能的motif及相应位点,结果证明与突变实验结果有很好的吻合度。

关键词：生物胺受体配基结构功能 motif 生物信息学

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生物胺在昆虫行为调控中的作用

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植物保护学报 2023年第3期50卷 578-592页

作者：王飞凤秦鹏刘家莉邱宝利雷朝亮桑文华南农业大学植物保护学院生物防治教育部工程研究中心广州510642 岭南现代农业科学与技术广东省实验室广州510642 华南农业大学植物保护学院广东省昆虫行为调控工程技术研究中心广州510642 华中农业大学植物科学技术学院湖北省昆虫资源利用与害虫可持续治理重点实验室武汉430070

生物胺是一类具有生物活性、相对分子质量低的含氮有机化合物的总称,广泛存在于动物体内。生物胺在动物体内可作为神经递质、神经调质或神经激素参与调控各项生命活动。该文主要综述昆虫体内的多巴胺、酪胺、章鱼胺、5-羟色胺和组胺5种... 详细信息

生物胺是一类具有生物活性、相对分子质量低的含氮有机化合物的总称,广泛存在于动物体内。生物胺在动物体内可作为神经递质、神经调质或神经激素参与调控各项生命活动。该文主要综述昆虫体内的多巴胺、酪胺、章鱼胺、5-羟色胺和组胺5种生物胺的代谢和受体功能以及其所参与调控的昆虫取食、生殖、趋光、攻击格斗和社会性行为等重要行为,以期为昆虫行为学的研究提供借鉴,最终为基于昆虫行为调控的害虫绿色防控技术开发提供新思路。

关键词：生物胺昆虫生物胺代谢生物胺受体行为调控

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