苜蓿盲蝽化学感受蛋白Alin-CSP6的气味结合特性

 【目的】利用昆虫的嗅觉识别机制,以化学感受蛋白作为潜在的靶标,干扰昆虫的寄主定位及交配等行为,用于害虫综合治理。【方法】克隆并纯化了1个新的苜蓿盲蝽化学感受蛋白Alin-CSP6,进行了113种气味化合物对Alin-CSP6的荧光竞争性结合试验,将荧光竞争结合试验筛选出强结合力的气味标样采用“Y”型嗅觉仪验证行为反应,并采用同源建模的方法构建Alin-CSP6的3D结构。【结果】Alin-CSP6具有较广谱的结合力,能够与醇、醛、酮、酯、萜、芳香族等多种化合物结合并表现较强的结合能力。其中,β-香茅醇（β-citronellol）、反式-2-己烯醛（trans-2-hexene aldehyde）、6-甲基-5-庚烯-2-酮（6-methyl-5-heptene-2-ketone）、2-十一烷酮（2-undecanone）、乙酰丙酸丁酯（butyl levulinate）、月桂烯（myrcene）、左旋-β-蒎烯（(1s)-(-)-β-pinene）、壬烷（nonane）、3,4-二甲基苯甲醛（3,4-dimethyl benzaldehyde）、乙醚（ethyl ether）、罗勒烯（ocimene）、苯乙酮（acetophenone）、苯甲醛（benzaldehyde）与Alin-CSP6有很强的结合力。“Y”型管试验结果发现,反式-2-己烯醛和苯乙酮对苜蓿盲蝽成虫表现出极显著的引诱作用,而6-甲基-5-庚烯-2-酮、左旋-β-蒎烯和4-乙基苯甲醛（4-ethylbenzaldehyde）则对苜蓿盲蝽成虫具有极显著的拒避效果。Alin-CSP6的3D结构显示该蛋白主要由6个α螺旋构成,分别是13-18(α1)、20-32(α2)、39-52(α3)、59-76(α4)、78-88(α5)和94-102(α6)。Cys29-Cys36和Cys55-Cys58两个二硫键起着稳定蛋白结构的作用。推测Alin-CSP6的Ile74和Phe81基团能够参与结合油酸酰胺或其类似物。【结论】Alin-CSP6具有较广泛的气味结合谱,在苜蓿盲蝽嗅觉过程中具有重要作用。     

昆虫化学感受基因家族研究新进展

主要介绍了化学感受基因家族的功能,进化模式及环境适应性等方面的最新进展,并对该基因家族今后的研究进行了展望.     

中华蜜蜂普通气味结合蛋白ASP2的气味结合功能模式分析

【目的】研究中华蜜蜂（Apis cerana cerana）体外重组普通气味结合蛋白AcerASP2与不同气味信息的结合功能和模式。【方法】通过诱导条件的优化和纯化,在获得的重组AcerASP2蛋白基础上,研究竞争性荧光探针1-NPN及不同结构气味信息与蛋白的相互作用关系,并通过同源建模和分子对接解析蛋白与气味信息的结合模式和机理。【结果】通过条件摸索获得了可溶性表达的重组中蜂ASP2蛋白,荧光光谱分析1-NPN与AcerASP2的解离常数K1-NPN为7.38 μmol•L-1,结合位点数n为1.0321。在7种气味信息中,4-烯丙基藜芦醚亲和力最强,其IC50和解离常数KD分别达到7.09和3.46 μmol•L-1。分子对接显示AcerASP2具有1个呈狭长的口袋状的疏水性结合内腔,4-烯丙基藜芦醚绝大部分位于该预测疏水性内腔中,且与Lys74产生2个氢键。【结论】中华蜜蜂AcerASP2由于特殊的空间结构而具有较强的气味信息结合能力,且易通过与疏水内腔中的赖氨酸残基产生氢键而促进结合。     

鞘翅目昆虫气味结合蛋白研究进展

嗅觉在昆虫行为反应中具有重要作用,气味结合蛋白是昆虫外周嗅觉系统中发挥关键作用的一类功能性蛋白。鞘翅目为昆虫纲中最丰富的类群,数目众多、分布广泛。虽然气味结合蛋白研究起步较晚,但近年来国内外发展尤为迅速,其主要聚焦于气味结合蛋白与气味分子相互作用研究方面。基于此,本文综述了鞘翅目昆虫气味结合蛋白的种类、结构特征、表达分布、生理功能,以及研究方法,并指明了目前存在问题和未来研究方向,以期为揭示昆虫-植物（气味分子等）化学通讯机制和行为控制及开辟新型害虫防控体系提供理论基础。     

昆虫化学感受蛋白基因的进化分析

从基因库中调取已完成测序的昆虫化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)基因序列和氨基酸序列,共涉及昆虫7个目23个种的59个基因.应用MEGA 5.0形成了这59个基因的系统发育关系树,并计算CSPs基因在昆虫中的核苷酸替换速率.对非同义替换速率和同义替换速率进行比较的结果显示,CSPs基因...     

烟夜蛾气味结合蛋白的同源模建

[目的]预测烟夜蛾(Helicoverpa assulta)的气味结合蛋白。[方法]用同源模建的方法构建烟夜蛾(Helicoverpa assulta)气味结合蛋白的三维结构,并用Procheck、Verify_3D、Errat、ProSa2003等程序进行评价。[结果]程序评价结果表明模建结构是可靠的。模建结构显示烟夜蛾的气味结合蛋白由6个α-螺旋和连接这些螺旋的回折构成,底物结合口袋成锥形;6个保守的半胱氨酸形成3个对结构起稳定作用的二硫键。[结论]预测结构可靠,为烟夜蛾的研究及虫害的防治提供了理论依据。     

烟青虫气味结合蛋白基因的克隆与序列分析

 根据已经报道的棉铃虫普通气味结合蛋白I（GOBP1）和性信息素结合蛋白（PBP）基因的cDNA序列，设计了2对引物，以烟青虫Helicoverpa assulta触角cDNA为模板，分别进行PCR扩增，获得2条特异性条带，约400 bp。将以上两条片段分别连接到T-easy载体上，获得重组子T-GOBP1-Hass和T-PBP-Hass。序列测定和结构分析表明，Hass-GOBP1开放阅读框全长441bp，编码147个氨基酸残基，预测分子量和等电点分别为17.2 kD和4.71。Hass-PBP开放阅读框全长405 bp，编码135个氨基酸残基，预测分子量和等电点分别为15.1 kD和5.2。Hass-GOBP1和Hass-PBP具有昆虫气味结合蛋白的典型特征，即氨基酸序列中具有6个保守的半胱氨酸残基，呈酸性。这2个基因已在GenBank中登记，序列号分别是AY864774和AY864775。     

小菜蛾气味结合蛋白PxylOBP13基因克隆与序列分析

小菜蛾是为害十字花科蔬菜的重要害虫,干扰其嗅觉识别功能是实现小菜蛾有效治理的重要途径。本研究克隆并鉴定了1个小菜蛾气味结合蛋白基因,命名为PxylOBP13(GenBank登录号为KT156679);该基因开放阅读框全长387bp,编码128个氨基酸;预测蛋白分子量为14.33KDa,等电点为7.55,N端无信号肽序列,有3个疏水性区域,具有气味结合蛋白家族的保守结构域和6个保守的半胱氨酸残基,与6种鳞翅目昆虫的气味结合蛋白氨基酸序列一致性达50%以上。研究结果可为进一步研究小菜蛾气味结合蛋白功能,阐明小菜蛾嗅觉机制,制定科学有效的治理措施提供依据。     

昆虫化学感受蛋白研究进展

为了研究昆虫嗅觉系统中化学感受蛋白(CSPs)在昆虫体内所发挥的作用,综述了国内外30年来对CSPs蛋白的研究。发现CSPs蛋白不仅存在于昆虫的嗅觉器官触角中,而且在非嗅觉器官中也被鉴定出来,如在小地老虎的性腺中。CSPs蛋白除了行使嗅觉功能外,还具有抗药性、视觉色素载体、营养吸收、再生和发育等功能。在一些昆虫中,同一种CSPs蛋白在性腺和触角中同时表达,因此具有接受信号和释放信号的双重功能。然而,研究还存在不足,今后还需要研究CSPs参与嗅觉识别的具体过程和发挥的作用,以及CSPs参与提高昆虫抗药性的功能。     

编码棉铃虫化学感受蛋白cDNA的克隆及序列分析

 从棉铃虫触角中克隆了一条全长722bp的cDNA序列，命名为CSPHarm。CSPHarm阅读框全长381bp，编码127个氨基酸残基，推导的氨基酸序列具有昆虫化学感受蛋白的典型特征。CSPHarm与已报道的其它昆虫的化学感受蛋白的氨基酸序列有很高的同源性，因此，CSPHarm是一个编码棉铃虫化学感受蛋白的基因。CSPHarm具有强烈的亲水性，但是在第20～30位的氨基酸组成一个亲脂性的结构，这可能是结合亲脂性气味物质的区域。半定量RT-PCR研究结果显示，CSPHarm在棉铃虫头、胸、腹、足、翅和触角等组织中表达量都很高，在不同组织中的表达量没有明显的区别，在卵、幼虫、蛹和成虫体内也都有表达，在卵中表达量相对较低，在成虫体内表达量较高。     

多炔类化合物对菜粉蝶的生物活性研究

生物活性测定结果表明:人工合成的11个多炔类化合物对菜粉蝶Pieris rapae成虫产卵具有忌避活性,化合物2(6,6-二甲基-2,4-庚二炔-1-醇)、化合物5[1-苯基-4-(3,4-亚甲基二氧)-苯基-1,3-丁二炔]、化合物6(1-苯基-4-m-硝基苯基-1,3-丁二炔)、化合物7(1-苯基-4-o-硝基苯基-1,3-丁二炔)和化合物9(1-苄基-2,4-己二炔)在1 mg·mL-1的质量浓度下,24 h忌避率均在70%以上;在2 mg·mL-1质量浓度下,测得化合物9在选择性和非选择性的试验条件下,拒食率均达50%以上;在0.5 mg·mL-1质量浓度处理时,测得化合物4(1-苯基-4-p-甲氧苯基-1,3-丁二炔)和化合物5,72 h内对卵孵化抑制率分别为42.73%和60.48%;在1 mg·mL-1质量浓度下,光照处理48 h毒杀3龄幼虫死亡率在50%以上的化合物有化合物5、6和10(O,O-二乙基-o-炔丙基硫代磷酸酯).盆栽试验表明,施用质量浓度为0.5 mg·mL-1的化合物5时,24～72 h的防效均在80%以上.通过对排泄物的高效液相色谱分析,测得菜粉蝶幼虫对化合物5的排泄率为52.05%.     

夹竹桃提取液对菜青虫的杀虫活性研究

[目的]为进一步开发研制新型高效杀虫剂提供理论依据。[方法]利用浓度95%乙醇萃取夹竹桃叶获得夹竹桃提取液,配制成640、320、160、80、40 mg/L 5种浓度,对2~3龄菜青虫进行室内杀虫活性研究。[结果]夹竹桃提取液对菜青虫具有一定的毒杀作用。在反应终止的96 h内,40、80、160、320、640 mg/L的夹竹桃提取液对菜青虫的校正死亡率分别为21.74%、30.43%、34.78%、43.48%、86.96%,呈增加趋势。菜青虫的死亡率随时间的延长而不断增加,96 h后趋于稳定,这说明夹竹桃提取液发挥作用的时间为96 h。夹竹桃提取液对菜青虫的LC50约为221 mg/L,LC95约为3 676 mg/L。[结论]夹竹桃提取液具有一定的杀虫活性,可以作为植物源杀虫剂进行开发利用。     

人类基本呈味物质对菜粉蝶幼虫的拒食作用

呈味物质是人类经过漫长筛选形成的味感强烈的物质,可能在调控害虫取食行为中发挥重要作用,但传统的二分式定性法难以阐明其对昆虫味觉反应的复杂相互作用。为此,以菜粉蝶为研究对象,采用叶碟法结合正交设计测试了6种人类呈味物质(柠檬酸、蔗糖、奎宁、氯化钠、山椒醇和辣椒素)对菜粉蝶幼虫取食反应的影响。单一呈味物质与对照叶碟的配对测试表明,拒食反应指数较高的呈味物质为柠檬酸(93.89%)、奎宁(90.33%)、山椒醇(83.33%),但正交测试却发现辣椒素、蔗糖、山椒醇影响较大,且奎宁和氯化钠可能相互拮抗。进一步采用对菜粉蝶幼虫取食量影响较大的4种呈味物质进行选择性取食和非选择性取食测定,发现辣椒素效应最大。2种条件下均表现出较强拒食活性的样品组合为蔗糖9μL+山椒醇9μL+辣椒素3μL+柠檬酸12μL。结果表明,特定呈味物质在单剂刺激和混合刺激下的表现存在较大差异,利用多因素试验设计方法优化多元组分的拒食剂,可能有助于解决害虫味觉反应习惯化的问题。     

瑞香狼毒防治菜粉蝶的研究

采用盆栽法和田间小区试验法 ,就瑞香狼毒 (StellerachameajasmeL .)根乙醇提取物 (简称SCEE)对菜粉蝶 (PierisrapaeL .)的防效进行了试验。结果表明 :SCEE对室外菜粉蝶有很好的防效。盆栽试验中 ,1.5 %SCEE处理后 10天的保叶率达 89.83 % ;田间小区试验中 ,1.5 %SCEE处理后 2 8天的保叶率达 97.76%。     

光周期和温度对菜粉蝶滞育的影响

研究结果表明 :菜粉蝶光周期反应的感应虫期为 2～ 4龄幼虫 ,以 3龄幼虫的感应性最强 ,在 1 7℃条件下 ,其临界光周期为 1 1h44min。滞育蛹在高温下可以解除滞育 ,但时间较长。低温对滞育蛹有活化作用 ;低温处理明显降低滞育蛹在高温下的历期。种群内个体间滞育的解除异质性较强     

菜粉蝶产卵行为及其影响的生物因素

对菜粉蝶Pierisrapae的产卵行为观察表明,它先用前足跗节感受植物叶片表面的特征,再用腹端检测适宜产卵的部位,最后才产卵。菜粉蝶对寄主（甘蓝）与非寄主（番茄、烟草）植物的选择和利用,差异极显著;菜粉蝶在甘蓝叶片背面所产的卵量显著多于叶正面;甘蓝附近种植番茄或烟草作为伴生植物,对菜粉蝶在甘蓝上产卵有一定的影响,但差异不显著;甘蓝上有同种卵,对菜粉蝶继续产卵有一定的影响,但差异也不显著。     

血根碱对菜青虫的生物活性

[目的]进一步明确血根碱的杀虫活性及作用机理。[方法]采用叶蝶法和点滴法测定了血根碱对菜青虫幼虫的触杀活性及对其幼虫生长发育、化蛹及羽化的影响。[结果]血根碱对菜青虫3龄幼虫具有很强的触杀活性,在4 000 mg/L浓度下的校正死亡率为57.14%。血根碱具有很强的生长发育抑制作用,处理后幼虫的体重减轻,化蛹后的蛹重减轻;血根碱无杀卵、杀蛹作用。[结论]为进一步开发研制新型高效杀虫剂提供了依据。     

越冬代菜粉蝶成虫发生的预测模型

在室内15、18、22和28℃的恒温条件下,对菜粉蝶越冬蛹冬后发育起点温度和有效积温进行了研究,得到发育速率y与温度x之间的直线回归方程y=-0.051884+0.007123x,计算出菜粉蝶越冬幼虫滞育后发育的起点温度和有效积温分别为7.28(±0.3)℃和140.24(±10.4)d.℃。在自然条件下,越冬蛹在3月初开始羽化为成虫,4月中下旬羽化结束,50%成虫羽化的高峰期出现在高于发育起点7.28℃的总有效积温达到136.46d.℃。应用累积羽化率与有效积温的关系,建立了菜粉蝶越冬蛹累积羽化百分率Y与有效积温x间的Logistic回归模型Y=100/{1+exp[-0.031541(x-136.46)]}。     

无色杆菌毒蛋白对菜粉蝶中肠的组织病理学影响

无色杆菌毒蛋白经口进入菜粉蝶幼虫体内 6、12、18、2 4h以后 ,菜粉蝶幼虫的中肠组织逐渐遭到破坏 ,开始有些肠壁细胞伸长 ,在顶端形成囊泡 ,以后囊泡和细胞核脱落进入肠腔 .处理后期临近死亡的幼虫中肠肠壁组织被严重破坏 ,仅残留基层细胞 ,并形成一些空腔 ,从而影响昆虫的正常取食 .表明这种毒蛋白能引起菜粉蝶幼虫肠道严重的病理变化     

秦岭地区菜粉蝶的遗传多样性及种群分化研究

[目的]对秦岭地区不同种群菜粉遗传多样性和遗传分化状况进行研究。[方法]首先,在秦岭地区随机选择10个地点,每个地点采集6只菜粉蝶样品,共60只;然后从60条随机引物中筛选出11条重复性好的引物;最后,利用RAPD技术对秦岭地区10个地理种群的菜粉蝶Pieris rapae（Linnaeus,1758）基因组进行比较分析。[结果]试验中共获得77个清晰稳定的位点,其中条带13个,多态位点64个,总的多态位点百分率为83.12%。[结论]不同地理种群的菜粉蝶之间存在一定程度的分化。