橡胶材小蠹5个化学感受蛋白与信息化合物的分子对接

橡胶材小蠹(Xyleborus affinis)是橡胶树的主要害虫之一,利用信息化合物对其进行监测或诱集防控已成为橡胶害虫防治的关键手段。在昆虫识别信息化合物的过程中,化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)发挥着重要作用。为了探究化学感受蛋白在橡胶材小蠹识别信息化合物中的作用,本研究克隆并鉴定了5个橡胶材小蠹化学感受蛋白XaffCSP1~XaffCSP5基因。利用生物信息学方法分析了XaffCSPs核酸及氨基酸序列特征,利用分子对接技术解析了XaffCSPs与橡胶材小蠹15种信息化合物的结合能力及结合模式,其中包括14种寄主植物挥发物和1种聚集信息素。结果表明:橡胶材小蠹5个XaffCSPs基因开放阅读框(open reading frame,ORF)长度为366~417 bp,编码121~138个氨基酸,预测蛋白质分子量为13.95~16.08 kDa,氨基端含有17~20个氨基酸残基组成的信号肽,蛋白质结构二级结构均以α-螺旋为主,并且5个XaffCSPs均具有4个保守的半胱氨酸位点,符合昆虫化学感受蛋白的典型特征。系统发育树结果显示,除XaffCSP5单独聚为一支外,XaffCSP1~XaffCSP4分别与其他小蠹不同CSPs聚为一支。利用trRosetta平台对XaffCSPs进行模型构建,5个XaffCSPs的三维模型均由6个α-螺旋组成,模型评估结果表明模型质量良好。分子对接结果显示5个XaffCSPs对α-古巴烯和长叶烯均表现出很强的结合能力;此外,XaffCSP4对萜品油烯和柠檬烯结合较强,而XaffCSP5对莰烯、α-蒎烯和β-蒎烯有较强结合;5个XaffCSPs与顺式-马鞭草烯醇结合能力相对较弱。研究表明5个XaffCSPs与寄主植物挥发物有较好的亲和力,可能参与橡胶材小蠹对寄主植物挥发物的识别,研究结果为阐明橡胶材小蠹识别信息化合物的分子机制奠定理论基础,对橡胶材小蠹的防控具有重要意义。