褐飛虱對水稻揮發(fā)物的觸角電位反應及其氣味結合蛋白基因的克隆.pdf

1、褐飛虱Nilaparvata lugens(Stal)，屬于同翅目Homoptera，飛虱科Delphacidae，是我國及亞洲其它稻區(qū)的主要害蟲。由于褐飛虱成、若蟲喜陰濕環(huán)境，常群集于稻叢基部，且隨其抗藥性不斷增強，給傳統(tǒng)的化學防治方法帶來一定的困難。隨著化學生態(tài)學和分子生物學的發(fā)展，同時從昆蟲嗅覺的行為反應和分子機制研究植食性昆蟲與寄主植物之間相互關系，已經(jīng)成為研究昆蟲嗅覺機理、生物防治策略的新途徑。目前關于褐飛虱對水稻揮發(fā)物電生理

2、行為反應及其嗅覺感受蛋白的研究還很少。因此，本研究擬通過測定褐飛虱對水稻揮發(fā)物的觸角電位反應，篩選對褐飛虱具有電生理活性的物質；同時構建褐飛虱觸角轉錄組文庫，克隆氣味結合蛋白基因，以期為進一步篩選對褐飛虱具有行為活性的水稻揮發(fā)物及探索其嗅覺機理提供參考依據(jù)。主要研究結果如下：
　　 1褐飛虱對水稻揮發(fā)物的觸角電位反應
　　 利用觸角電位儀測定了不同羽化蟲齡、蟲態(tài)的褐飛虱對8類共35種水稻揮發(fā)物的EAG反應。結果表明：褐飛

3、虱對濃度為10μg/μl的水稻揮發(fā)物的EAG反應平均值為4-8mV，羽化1d、羽化5d(未交配)和羽化5d(已交配)的褐飛虱長翅雌蟲、長翅雄蟲、短翅雌蟲和短翅雄蟲對8類共35種水稻揮發(fā)物的EAG反應強度不同，但是在P<0.05水平上，大部分rEAG之間無顯著性差異。褐飛虱對不同類別化合物的EAG反應也無顯著性差異。
　　 2褐飛虱觸角轉錄組信息分析
　　 剪取褐飛虱各齡若蟲及成蟲的觸角，構建了褐飛虱觸角轉錄組文庫，并對其

4、中的EST進行了初步分析。結果表明，褐飛虱觸角轉錄組文庫中共含有70239條Unigenes。通過對褐飛虱觸角所有的Unigenes進行GO分類統(tǒng)計，有60686條Unigenes屬于生物學過程、細胞組分和分子功能3個過程，占到Unigenes總數(shù)的86.4%。通過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的刺激神經(jīng)配體-受體互作通道、趨化因子信號通路等。褐飛虱觸角Unigenes與COG數(shù)據(jù)庫比對，預測Unigenes可能的功能并做功能分類統(tǒng)計，共有13629條Unigenes比對到功能，占整個Unigenes的19.4%。
　　 3褐飛虱氣味結合蛋白基因的克隆
　　 從褐飛虱觸角轉錄組文庫中選取兩個氣味結合蛋白基因片段NlugOBP4和NlugOBP5，克隆并獲得全長序列?；騈lugOBP4核苷酸序

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