绿盲蝽气味结合蛋白AlucOBP31配体筛选及EAG测定

绿盲蝽Apolyguslucorum是重要的农业害虫,了解其化学感受机制对该虫的绿色防控具有重要指导意义。气味结合蛋白(Odorant-binding proteins,OBPs)在昆虫化学感受过程中发挥关键作用。为深入探究绿盲蝽OBP家族成员AlucOBP31的生物学功能,本研究采用荧光竞争结合试验和触角电位技术(Electroantennogram,EAG),系统分析了AlucOBP31对候选配体化合物的结合特性及其电生理活性。荧光竞争结合试验结果表明,重组Aluc OBP31蛋白能够与16种配体化合物发生不同程度的结合,其中与植物挥发物β-紫罗兰酮的结合能力最强,而与十二醛和顺-丁酸-3-己烯酯的结合能力相对较弱。值得注意的,AlucOBP31能与绿盲蝽性信息素组分4-氧代-反-2-己烯醛结合,提示其可能参与绿盲蝽的性信息素识别过程。此外,AlucOBP31还对槲皮素、芦丁水合物、棉酚和单宁酸等4种非挥发性苦味物质具有强结合能力,暗示其可能在绿盲蝽的味觉识别中发挥一定作用。EAG试验进一步验证了AlucOBP31配体的电生理活性。绿盲蝽雌、雄成虫的触角对12种AlucOBP31挥发性配体均产生了明显的EAG反应,其中对顺-丁酸-3-己烯酯和4-氧代-反-2-己烯醛的EAG响应值显著高于其它配体,并且雄性触角对这些配体的EAG反应普遍强于雌性,提示AlucOBP31介导的化学感受过程可能存在性别差异。综上所述,本研究系统分析了绿盲蝽AlucOBP31的结合特性及相应配体的电生理活性,发现该蛋白能够结合寄主植物挥发物、绿盲蝽性信息素组分以及多种非挥发性苦味物质,表明AlucOBP31可能在绿盲蝽的嗅觉和味觉识别过程中发挥多重生物学功能。这一发现为进一步探究AlucOBP31与其配体在绿盲蝽寄主选择、交配等重要生命活动中的生物学意义提供了研究基础,加深了我们对绿盲蝽化学感受机制的认知,也为绿盲蝽的绿色防控提供了新的分子靶标。

绿盲蝽气味结合蛋白AlucOBP33配体结合特性

本文研究了绿盲蝽气味结合蛋白AlucOBP33的配体结合特性,以期明确其在绿盲蝽化学感受过程中的生理功能。基于前期绿盲蝽触角转录组测序数据,筛选获得候选气味结合蛋白AlucOBP33。三维结构预测显示,AlucOBP33由6个α螺旋构成,包含3对保守的半胱氨酸,属于classic OBPs。室内对AlucOBP33基因进行了克隆和重组表达,采用荧光竞争结合试验研究了重组AlucOBP33蛋白与潜在的73种挥发性气味及13种味觉化合物的结合特性。结果显示,AlucOBP33重组蛋白能够分别与2种醇类、4种酮类、1种酯类、1种醛类和1种烯烃类的挥发性气味以及4种非挥发性化合物结合,推测AlucOBP33在绿盲蝽嗅觉感受和味觉识别过程中发挥双重功能。

小地老虎化学感受蛋白AipsCSP2配体结合特性分析

为了明确小地老虎化学感受蛋白基因AipsCSP2在雌、雄成虫各组织中的表达情况,解析Aips CSP2蛋白的配体结合特性并探讨其功能。本文基于小地老虎性腺转录组数据,利用PCR技术克隆AipsCSP2基因,并进行生物信息学和系统进化分析;采用q PCR技术测定该基因在小地老虎雌、雄成虫不同组织中的表达水平;利用原核表达技术体外表达并纯化Aips CSP2蛋白;最后采用荧光竞争性结合试验测定该蛋白与小地老虎和其他鳞翅目昆虫性信息素组分以及主要寄主植物挥发物的结合能力。结果显示AipsCSP2基因开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为360 bp,编码119个氨基酸,氨基酸序列中具有4个保守半胱氨酸位点,是典型的化学感受蛋白;组织表达谱结果显示AipsCSP2基因在雌成虫性腺和雄成虫附腺中特异高表达,在其他组织中表达量较低;荧光竞争性结合试验结果表明,Aips CSP2蛋白和小地老虎性信息素组分顺-11-十六碳乙酸酯的合成前体顺-11-十六碳醛有着极其强的结合能力,Ki值为1.48μmol/L,此外AipsCSP2蛋白和其他鳞翅目昆虫的醇类和醛类性信息素如十四烷醇、顺-9-十六碳醛、顺-7-十六碳醛也有着极其强的结合能力,Ki值分别为1.10μmol/L、0.63μmol/L和1.51μmol/L,和小地老虎性信息素组分顺-7-十二碳乙酸酯、顺-8-十二碳乙酸酯的结合能力为中等,与小地老虎主要寄主植物挥发物结合能力较弱或不结合。推测Aips CSP2蛋白可能主要参与了小地老虎性信息素的合成与识别过程,并在生殖活动中起着重要的作用。