禾谷缢管蚜气味降解酶鉴定及其与关键信息化学物质的分子对接

为探究禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi气味降解酶(odorant degrading enzyme,ODE)与关键信息化学物质的作用模式,从其触角转录组中筛选属于ODE的细胞色素P450与谷胱甘肽-S-转移酶,利用IQ-tree 2.1.1软件构建进化树;根据FPKM值筛选出高表达蛋白,用SWISS-MODEL软件进行同源建模;并应用AutoDock软件与寄主植物挥发性气味和信息素进行分子对接。结果表明,筛选获得禾谷缢管蚜细胞色素P450基因30个,谷胱甘肽-S-转移酶基因10个,且40个基因均有完整的开放阅读框;根据FPKM值筛选出9个在禾谷缢管蚜触角表达量较高的基因,其中同源建模成功的有5个;同一蛋白与不同气味分子结合时,结合能有差异;结构相似的气味分子与不同蛋白结合时,结合位点与结合能相似。表明与气味结合蛋白相比较,禾谷缢管蚜ODE对气味分子的选择特异性较低。     

入侵害虫松树蜂气味结合蛋白与其相关信息化学物质的分子对接

为探究入侵我国的重大林业检疫性害虫松树蜂Sirex noctilio的气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)与其相关信息化学物质的结合模式和结合能力,采用Swiss-model在线服务器对松树蜂触角中高表达的4种OBP序列进行同源模建,采用Procheck、Verify_3D和ERRAT程序对模建质量进行评价;并应用Autodock软件对OBP模型和相关信息化学物质进行分子对接分析。结果显示,在松树蜂触角中高表达的4种蛋白为SnocOBP4、SnocOBP6、SnocOBP9和SnocOBP12,其同源模建所得模型质量较好:均满足拉氏构象图中氨基酸位于最佳合理区的数量大于90%的条件;三维结构与一级结构的兼容性评分大于0.2;所得ERRAT值分别为85.71%、95.10%、98.15%和91.82%。分子对接显示,与松树挥发物α-蒎烯和β-蒎烯结合最好的蛋白是SnocOBP12,结合能分别为-5.36 kJ/mol和-5.48 kJ/mol;与雌性信息素成分顺-9-二十九烯结合最好的蛋白是SnocOBP4,结合能为-5.42 kJ/mol;与雄性信息素成分顺-3-癸烯醇和顺-4-癸烯醇结合最好的蛋白是SnocOBP9,结合能分别为-4.37 kJ/mol和-4.45 k J/mol;而3-蒈烯、顺-7-二十七烯和反-2,4-癸二烯醛等气味分子与SnocOBP6的结合能较低,结合能最低的是顺-7-二十七烯,为-6.08 k J/mol。雄蜂主要信息素成分顺-3-癸烯醇与其同分异构体反-3-癸烯醇相比,与SnocOBP9的结合能较低;但是反-3-癸烯醇能以较强的氢键竞争SnocOBP9结合位点。研究表明这4种松树蜂OBP与相应植物挥发物或雌雄信息素具有较好的亲和力,参与了松树蜂对不同信息化学物质的识别过程。     

入侵害虫松树蜂嗅觉共受体SnocOrco基因的鉴定及其表达模式分析

为探究我国重大入侵害虫松树蜂Sirex noctilio的嗅觉分子机制，通过RT-PCR技术克隆松树蜂嗅觉共受体SnocOrco基因的cDNA全长序列，并进行生物信息学分析，且采用qPCR技术明确SnocOrco在组织中的特异性表达谱和时空表达特性。结果表明，SnocOrco基因（GenBank登录号：MK748989）开放阅读框全长1 446 bp，编码481个氨基酸，氨基酸序列具有7个跨膜螺旋结构和1个高度保守结构功能域Pfam：7tm_6。SnocOrco属于稳定的疏水性膜蛋白，同源性比对和系统发育分析结果显示，氨基酸序列与膜翅目、鳞翅目、鞘翅目和双翅目其它昆虫的Orco都具有很高的同源性，其中与麦茎蜂Cephus cinctus的CcinOrco同源性最高，达到87.14%，在系统发育树中聚为一支。qPCR结果显示，SnocOrco主要在雌、雄成虫触角中高表达，约为外生殖器中表达量的6 000倍和4 000倍，且在雌成虫中的表达量高于雄成虫中的表达量；在2~7日龄成虫触角中SnocOrco的相对表达量在2日龄时达到最高，之后随着日龄的增加呈下降趋势；昼夜节律显示，SnocOrco相对表达量从9：00—15：00呈先上升后下降的趋势，在11：00时达到最高。表明SnocOrco基因在松树蜂两性交流中起着重要作用。     

双条杉天牛OBP与其嗅觉相关化学物质的分子对接及分子动力学分析

为探究双条杉天牛Semanotus bifasciatus气味结合蛋白（odorant binding protein,OBP）与信息化合物的识别结合机理，筛选出与OBP结合效果最佳的化学配体，选择在双条杉天牛触角中高表达的OBP2、OBP6、OBP7序列，通过Swiss-model在线软件对其进行同源模建，使用ERRAT程序、Procheck和Verify＿3D进行建模质量评估；采用Autodock软件对OBP模型和相关化学物质进行分子对接分析，通过GROMACS 2019.6软件包进行目的OBP与结合效果最佳配体复合体的分子动力学模拟。结果显示，OBP2、OBP6和OBP7模型所得到的ERRAT值分别为97.03%、94.06%和97.39%，三维结构与一级结构的兼容性所得评分大于0.2的氨基酸百分比均大于80.00%，且拉氏构象图中氨基酸位于最佳合理区的数量均大于90.00%，说明所建模型合理；在11个化合物中，柏木醇与OBP2、OBP6和OBP7的结合性能最好，结合能分别为-7.04、-6.86和-6.62 kJ/mol，在结合过程中，疏水作用力和氢键作用力共同作用使蛋白与配体...