昆虫味觉受体研究进展

化学感受受体在昆虫的觅食、食物选择、交配和产卵等行为中发挥着重要作用。随着果蝇、按蚊、蜜蜂、赤拟谷盗和家蚕等昆虫基因组测序的完成。各物种中完整化学感受受体（包括嗅觉受体和味觉受体）得以鉴定,并从中鉴定出与气味识别、食物选择密切相关的受体基因,如果蝇的二氧化碳受体基因DmGr21a和DmGr63a,糖受体DmGr5a,以及冈比亚按蚊识别人类气味的AgOrl等。其中,昆虫的味觉受体功能与昆虫食物选择、大量取食直接相关。本文就目前昆虫基因组中味觉受体的鉴定、进化、表达和功能等方面的研究进展进行了综述。对味觉受体功能的研究,将有助于我们认识昆虫味觉编码的分子基础和神经调控网络,也是研究昆虫与植物相互关系的热点。     

昆虫化学感受受体的研究进展

化学感受这一重要的生化过程对于昆虫的生存来说是十分必要的,昆虫的化学感受受体家族由气味(嗅觉)受体和味觉受体组成。嗅觉可以识别挥发性的化学物质,使昆虫发现食物、寻找配偶和逃避敌害;而味觉能识别可溶性刺激物,以引起觅食、交配和产卵等行为。文章主要介绍了昆虫气味受体及味觉受体家族的特性,以及目前对多种昆虫化学感受受体超家族的研究进展。     

家蚕普通气味结合蛋白基因的表达及分子进化研究

昆虫的普通气味结合蛋白(general odorant binding protein,GOBP)是气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)家族中的重要成员,与昆虫感受低特异性气味分子刺激相关,在觅食、求偶等生理行为过程中发挥重要的作用。基于家蚕5龄第3天幼虫的基因芯片和蛹期、成虫期的RT-PCR表达谱分析发现,家蚕的GOBP1蛋白基因(gobp1)主要在幼虫的头部及蛹和成虫的触角中表达,在幼虫的睾丸以及成虫的胸足、体壁、脂肪体等非感受器官中也有表达,而GOBP2蛋白基因(gobp2)的表达谱和gobp1相比明显较窄。该结果表明家蚕gobp1以感受气味分子刺激的功能为主,同时还可能具有其他尚未被发现的生理功能;而家蚕gobp2可能具有对气味感受更高、更专一的功能特点。对家蚕及其他12种鳞翅目昆虫的GOBP蛋白序列比对发现,各物种间的GOBP蛋白序列相似性很高,蛋白二级结构元件也高度相似,具有的昆虫OBP典型结构中的半胱氨酸(C)位点非常保守。基于非同义突变与同义突变比值(Ka/Ks)的分子进化分析显示,13种鳞翅目昆虫的GOBP蛋白基因仅有棉铃虫gobp1在分化中受到正向选择作用,揭示不同昆虫的GOBP蛋白基因可能具有相似的生理功能。     

家蚕嗅觉和味觉产生的分子机制研究进展 国外重要学术期刊发表论文简介

<正>1 Kana Tanaka,Yusuke Uda,Yukiteru Ono,Tatsuro Nakagawa,Makiko Suwa,Ryohei Yamaoka,Kazushige Touhara.Highly selective tuning of a silkworm olfactory receptor to a key mulberry leaf volatile.Current Biology,2009,19(11):881-890题目家蚕嗅觉受体对桑叶释放的气味分子具有高度选择性摘要食叶昆虫的嗅觉系统在识别气味分子以便寻找到合适的宿主植物等方面起着重要作用。日本东京大学综合生物科学部Tanaka等人对桑叶的挥发性气味分子进行鉴定,分析家蚕幼虫对这些气味分子识别的趋     

昆虫气味受体的分子进化与信号转导的研究进展

昆虫气味受体(Odorant receptors, Or)基因家族的分子演变与其对环境的生态适应性密切相关,在昆虫的生存和种族繁衍及躲避敌害中起着重要作用。Or基因展现出多种进化模式,有基因结构的变化、染色体位置的变化和复制变化,通过这些变化获得或失去某种功能,以适应生态环境变化。昆虫气味受体的拓扑学证明,它是与典型的G-蛋白耦联受体(哺乳类气味受体)反向的跨膜分布,通过特殊的离子门控通道和环核苷酸激活的非选择性离子通道,将气味分子信号传递到嗅觉感受器内嗅觉神经元,从而对气味作出简单、快速而有效的反应。     

气味受体及其遗传变异在家畜食欲调节中的生理作用

嗅觉受体是G蛋白偶联的化学受体,在鼻腔内数以百万计的嗅觉感觉神经元上表达。这些受体通过探测环境气味,并向大脑发出信号,告诉饲料的位置、潜在的伴侣以及可能存在的威胁。嗅觉受体也存在于鼻腔以外的器官中,结合来自动物内部环境的营养素和代谢物等分子,以引起生理反应,包括肠道动力、通气率和细胞迁移的变化。该文概述了脊椎动物的气味受体及其遗传变异性在家畜食欲调节中的生理作用,促进新的气味受体激动剂的开发和特定受体变体的遗传选择。     

家蚕30K蛋白的结构与进化研究获得新进展

<正>昆虫血液的功能与脊椎动物血液的功能基本相同,能运输各种代谢中间产物及激素等小分子物质,也是蛋白质的临时贮藏场所。昆虫和脊椎动物的血液中都有一些含量丰富的蛋白质。鳞翅目昆虫家蚕的血液中有卵黄原蛋白、贮藏蛋白和30K蛋白3种高丰度蛋白。其中,30K蛋白因其分子质量而得名,是家蚕末龄后期至蛹期血液中含量最高的一类蛋白质,因此引起了蚕学研究者们极大的兴趣。目前,家蚕30K蛋白的同     

用四臂嗅觉仪观测家蚕对非桑科植物的选择行为

昆虫嗅觉、味觉等感受系统与其对宿主植物的识别、找寻、取食直接相关,也是研究昆虫与植物相互作用的重要内容。设计并制作观测家蚕行为的四臂嗅觉仪,应用于分析家蚕幼虫被宿主植物桑树的叶片与非宿主植物青蒿和樟树的叶片引诱而产生的行为反应。观测结果表明,非宿主植物青蒿的叶片对家蚕幼虫的引诱作用比宿主植物桑树叶片的引诱作用强,而樟树叶对2、3龄起蚕的引诱作用与桑叶无明显差异。家蚕幼虫对青蒿叶和樟树叶有咬食行为,对桑叶有持续进食行为。该结果证实:家蚕利用灵敏的嗅觉系统可识别植物挥发性气味物质,定位食物源,从而产生趋向行为;家蚕的味觉系统可能直接决定取食的初始行为及在短时间内是否持续、大量取食某种植物的行为。     

家蚕中肠cDNA T7噬菌体展示文库的构建和免疫相关基因的淘选

中肠是昆虫重要的免疫防御器官之一。为探究家蚕中肠的分子免疫机制,尤其是针对不同病原体的模式识别分子或结合蛋白,以家蚕5龄第3天幼虫中肠为材料,构建家蚕中肠cDNA T7噬菌体展示文库,并分别以几丁质和脂多糖为配体,通过不同方法进行文库的生物淘选。结果共获得10个基因片段,其中在以脂多糖为配体的淘选中获得了β-1,3葡聚糖识别蛋白4,该分子是已知的模式识别受体。另外还获得了多个免疫相关候选基因,如分别编码几丁质结合蛋白、翻译控制的肿瘤蛋白、氨肽酶N、脂肪酰辅酶A结合蛋白等的几个基因。研究结果为深入开展家蚕中肠免疫功能的研究提供了重要线索。     

家蚕胰岛素受体类似基因挖掘及在限食模型中的表达特征

家蚕素是家蚕胰岛素相关肽,与其受体(IR)结合激活胰岛素信号转导(IIS)途径。利用生物信息学方法,挖掘出具有胰岛素受体类似结构域的家蚕基因Ir-lp,其ORF长2 658 bp,编码885个氨基酸残基,蛋白质分子质量100.3 kD,pI为6.93,与果蝇等昆虫的同源蛋白保守区域高度一致,NJ法分子进化分析显示家蚕IR-LP与昆虫胰岛素受体相关蛋白同源,但是家蚕Ir-lp编码蛋白缺少胰岛素受体酪氨酸激酶催化结构域,基因表达特征也与已知的家蚕Ir有显著差异。建立家蚕限食模型,调查限食后家蚕8个组织中Ir-lp与Ir表达变化的差异,探讨Ir-lp基因与IIS途径的关系,结果显示长期限食使得Ir-lp与Ir在脂肪体、性腺和表皮中上调表达,在马氏管中下调表达,其中Ir-lp的表达量变化幅度较大。综合分析,IR-LP可能在家蚕胚胎期、蛹期、蛾期等特定发育时期通过与IR竞争结合家蚕素来有效调控能量利用效率。     

犬嗅觉系统形态解剖学研究进展

通过对近年来犬嗅觉领域研究的汇总,介绍了犬嗅觉系统外部形态学及目前犬嗅觉的研究进展等。进一步归纳总结出犬嗅觉系统的特殊结构特点,为研究犬的强大嗅觉能力提供结构基础,有助于开展犬嗅觉系统功能的研究,以便更深入了解犬嗅觉灵敏的原因,为切实提高犬的工作能力提供理论依据。     

Immunohistochemical analysis for G protein in the olfactory organs of soft-shelled turtle, Pelodiscus sinensis

In turtles, the epithelia lining the upper and lower chambers of the nasal cavity project axons to the ventral and dorsal parts of the olfactory bulbs, respectively. In a semi-aquatic soft-shelled turtle, Pelodiscus sinensis, more than 1,000 odorant receptor genes have been found, but it is not known where they are expressed. In this study, we aimed to clarify the distribution of cells expressing these genes in the olfactory organs of soft-shelled turtles. Immunoreactions for the Gαolf, the α subunit of G protein coupled to the odorant receptors, were detected on the surface of epithelia lining both the upper and lower chambers of the nasal cavity. The receptor cells in the epithelium of both chambers possessed cilia on the tip of their dendrites, whereas microvillous, non-ciliated, receptor cells were not found. These data suggest that the odorant receptor genes are expressed by the ciliated receptor cells in the upper and lower chamber epithelia. Precise location of the vomeronasal epithelium is not known at present.     

热激条件下家蚕血液30K蛋白磷酸化研究

本试验旨在研究热激条件下家蚕血液磷酸化蛋白的表达变化,为深入研究其功能提供参考。试验设对照组和热激组,每组选取五龄第3天家蚕幼虫各30头(雌雄各占1/2),在40℃条件下分别热激处理0、10 min,然后利用双向电泳、Pro-Q Diamond染色、质谱技术对表达差异的磷酸化蛋白进行研究。结果表明:1)银染图谱30 ku区积累了大量蛋白,经Pro-Q Diamond染色后发现它们属于磷酸化蛋白。2)经过多次取样和质谱鉴定,最终获得了3个30K蛋白,分别是PBMHPC-6、PBMHPC-19和PBMHPC-12。3)热激处理10 min后,3个30K蛋白的表达量与热激处理0 min相比显著上调(P0.05)。由此得出,五龄家蚕血液富含30K蛋白,它们不仅在脂质运输方面承担着重要的角色,而且很可能参与热激应答。     

不同产丝量家蚕品系后部丝腺的蛋白质组学分析

家蚕幼虫后部丝腺是合成和分泌丝素蛋白的重要器官。为从蛋白质水平探究不同家蚕品系产丝量差异的原因,应用蛋白质组学研究方法,选取3个产丝量有较大差异的家蚕品系Ndx、大造和21-872为材料,通过双向电泳和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对各品系5龄第5天幼虫后部丝腺表达的差异蛋白进行鉴定,查找与丝蛋白合成相关的蛋白质。结果表明,茧丝突变品系Ndx后部丝腺的蛋白质表达水平与普通丝量品系大造和高丝量品系21-872有差异,差异表达蛋白种类主要为应激反应相关蛋白、能量相关蛋白、蛋白质合成相关蛋白和一些酶类,其中核糖体磷酸化蛋白P0和P2、蛋白质二硫化物异构酶、丝素轻链蛋白Fib-L以及丝素蛋白P25等在Ndx后部丝腺的含量明显低于其它2个品系。推测在茧丝突变品系Ndx的后部丝腺中,上述蛋白质表达量的变化可能是导致其不能正常吐丝结茧的原因。     

肽聚糖识别蛋白研究进展

肽聚糖识别蛋白(PGRPs)是一类可识别肽聚糖和含肽聚糖的细菌的模式识别受体,在天然免疫应答中发挥着重要的识别和调节功能.机体通过有限的模式识别受体迅速识别大量不同的病原微生物,进行及时有效的初步防御.近年来,学者们对昆虫和哺乳动物PGRPs已有一定程度的研究,成功地克隆出多个PGRPs基因.对肽聚糖识别蛋白的认识,揭开了天然免疫系统研究的新篇章,对于了解整个免疫系统的反应机制有重要意义.文章就PGRPs基因、结构、表达、功能及进化等方面做了简述.     

家蚕对人工饲料摄食性的生理遗传学研究与展望

从家蚕对人工饲料摄食性的影响因素,摄食性的个体差异及其生理原因,摄食性的遗传模式及人工饲料育适应性蚕品种的选育等方面,总结了有关家蚕食性的研究成果和最新近进展,探讨了家蚕食性研究在人工饲料育实用化和广食性蚕品种选育等方面的实践意义。     

家蚕种质资源研究进展及展望

介绍了家蚕种质资源的概况,综述了家蚕种质资源在经济性状、抗逆和抗病性、生理生化特性和遗传分析等方面的研究进展情况,并展望了其发展前景。     

蚕业科学面向21世纪

本文作为第19届国际昆虫学大会养蚕学科组的主题报告,从丝蛋白结构与丝蛋白基因表达,分子连锁图与家蚕分子育种,性别控制与专养雄蚕,发育生理与昆虫激素蚕业应用,营养生理与人工饲料,蚕作为外源基因表达的宿主,蚕作为生物学基础研究的工具,病理学与蚕病防治,热带养蚕,综合利用等10个方面,概括地论述了当今蚕业科学研究前沿的闪光点及其发展趋势。特别强调了蚕生物学基础研究对未来蚕业科技进步的重要性。     

二化性家蚕卵低温和常温催青的胚胎期蛋白质表达差异分析

家蚕二化性品种的滞育性受上代胚胎期环境条件调控,查找家蚕胚胎期滞育关联蛋白,可为最终阐明家蚕滞育的分子机制提供实验依据。以家蚕二化性品种秋丰的蚕卵为材料,分别在25℃常温和18℃低温条件下催青,提取胚胎不同发育时期蚕卵的易溶性和难溶性蛋白,采用蛋白质双向电泳(2-DE)和图像分析技术,研究蚕卵在胚胎不同发育时期的蛋白质差异表达谱。在易溶性和难溶性蛋白图谱中分别检测到5个和7个差异显著的蛋白点。对这些差异蛋白点进行质谱鉴定,有8个蛋白点得到可信的最佳匹配蛋白报告,共鉴定出卵特异蛋白、卵黄原蛋白、表皮蛋白和丙酮酸脱氢酶激酶4种蛋白。这些差异表达蛋白可能导致蚕卵胚胎中物质代谢和能量代谢的不同,据此推测低温和常温催青可能在蚕卵胚胎中诱导了不同的生理生化反应。