花椒窄吉丁气味结合蛋白AzanOBP3与其寄主挥发物的分子对接

为明确花椒窄吉丁Agrilus zanthoxylumi气味结合蛋白AzanOBP3与其寄主花椒Zanthoxylum bungeanum主要气味挥发物的结合模式及结合能力,利用Signal P 5.0和ProParam Tool-ExPASy软件对AzanOBP3的基本理化性质进行生物信息学分析,采用Swiss-Model对AzanOBP3序列进行同源建模,通过SAVES 5.0软件中Verify-3D、ERRAT以及ProCheck模块评价模型,应用AutoDock Tool 1.5.6软件对AzanOBP3模型和46种主要寄主挥发物进行分子对接分析。结果显示,花椒窄吉丁气味结合蛋白AzanOBP3同源建模所得模型质量较好,其Verify-3D、ERRAT以及ProCheck得分均符合同源建模要求。AzanOBP3与46种花椒气味挥发物主要以氢键、疏水作用和范德华力相结合,其中,13种链状配体与AzanOBP3的结合能力总体上弱于33种环状配体,链状配体中的芳樟醇和环状配体中的荜澄茄油烯与AzanOBP3表现出较好的结合能力,自由结合能分别为-5.2 kJ/mol和-6.6 kJ/...     

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...     

华北大黑鳃金龟气味结合蛋白HoblOBP2的生物信息学分析

探讨应用生物信息学技术预测华北大黑鳃金龟触角气味结合蛋白HoblOBP2三维结构及其与苯甲酸己酯的结合模式.利用生物信息学相关工具和网站预测HoblOBP2的基本性质,并对其三维结构进行同源建模后发现HoblOBP2的三维结构具有与昆虫普通气味结合蛋白结构的共同特点,即6个α螺旋,其中除了α2在外的5个α螺旋形成疏水结合口袋,3对二硫键起着稳定蛋白结构的作用.将苯甲酸己酯分子对接到HoblOBP2的活性区域,预测蛋白质与气味分子的结合模式,经分析可知蛋白质与气味分子主要通过范德华力和疏水作用相互影响,蛋白内部形成分子内氢键,根据蛋白与气味分子间的结合特性推测HoblOBP2与气味分子结合的三个关键结合位点分别为:LEU73,THR54和VAL137.     

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。     

烟粉虱MED隐种气味结合蛋白OBP8的克隆、原核表达及与植物挥发物的结合特性

烟粉虱为重要的入侵性经济作物害虫,对入侵地寄主植物存在选择性和偏好性。为明确烟粉虱气味结合蛋白(odorant binding protein,OBPs)的相关特性,通过克隆其OBP8基因Btab OBP8,进行同源基因进化关系分析,构建原核表达载体诱导表达重组蛋白,并利用基于荧光探针N-苯基-1-萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)的荧光竞争结合试验测试了Btab OBP8与不同寄主植物挥发物的结合功能。结果表明,Btab OBP8基因的开放阅读框全长480 bp,编码159个氨基酸,与半翅目其它害虫的OBP8基因进化关系较远。Btab OBP8蛋白重组后,4种化合物即β-紫罗兰酮、月桂烯、柠檬烯和P-伞花烃将1-NPN的相对荧光强度降低到50%以下,其中β-紫罗兰酮和月桂烯与Btab OBP8的结合能力最强,解离常数分别为13.32μmol/L和21.53μmol/L。表明β-紫罗兰酮和月桂烯与Btab OBP8具有良好的亲和力,推测Btab OBP8对β-紫罗兰酮和月桂烯的识别可能参与了烟粉虱对绿色开花植物的吸引和选择作用。     

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。     

蜜蜂气味结合蛋白与外源性化合物互作机制研究进展

嗅觉是蜜蜂赖以生存和繁殖的主要感官方式,可为蜜蜂外出觅食、躲避天敌、交配等行为提供重要信息,而气味结合蛋白(odorant-binding proteins,OBPs)在其嗅觉感知中发挥着关键作用。探究外界环境中各种化学物质与蜜蜂OBPs之间的相互作用,对于揭示蜜蜂OBPs对不同外源性化合物的结合特性和结合机制具有重要意义。外源性化合物主要包括化学信息物质(信息素和蜜源开花植物挥发物)以及杀虫剂等农用化学品。一方面,化学信息物质与蜜蜂OBPs结合,在维持蜂群稳定、繁殖、觅食、授粉等生理功能中发挥着重要作用;另一方面,杀虫剂与蜜蜂OBPs结合则可能危害蜜蜂嗅觉系统,影响或干扰蜜蜂对环境气味分子的识别。本文综述了蜜蜂OBPs的种类、功能及其与外源性化合物互作机制的研究进展,以期为深入探究蜜蜂OBPs的生理功能、保护蜜蜂免受杀虫剂等化学物质的危害提供参考。     

基于柑橘绿霉菌CYP51同源模建的定点突变与抗性机制分析

为阐明杀菌剂与PdCYP51的相互作用及其抗性机制,基于最新解析的真核生物人类的CYP51晶体结构,同源模建了PdCYP51的三维结构,并选取商品化的杀菌剂烯唑醇进行分子对接,预测影响PdCYP51与烯唑醇相互作用的关键氨基酸。采用定点突变技术获得了PdCYP51-Y112H、F120L、F120D和S309A 4种突变体（PdCYP51m）。结果表明,突变体蛋白PdCYP51-Y112H、F120L、F120D和S309A表达量均有不同程度的变化,PdCYP51-Y112H和F120L与未突变蛋白表达量相当,而PdCYP51-F120D和S309A表达量增加。4种突变体与杀菌剂的结合能力降低,其结合常数分别为1.28、0.18、1.03和1.31μmol/L,均大于未突变PdCYP51的0.12μmol/L。表明这些氨基酸是杀真菌剂烯唑醇与PdCYP51结合的关键氨基酸,PdCYP51与烯唑醇形成的疏水性空腔和稳定配体杀菌剂分子的作用力是酶蛋白与杀菌剂结合的重要因素。     

绿盲蝽气味结合蛋白AlucOBP8的结合特性分析

气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)是参与昆虫嗅觉感知过程的一类重要蛋白,其功能之一是结合运输外界气味分子通过淋巴液到达神经元树突。本文克隆了一个绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)气味结合蛋白AlucOBP8(GenBank登录号JQ675725)并进行了原核重组表达。组织表达谱分析表明,AlucOBP8基因主要在雌雄成虫触角表达。采用荧光竞争结合试验,研究了重组蛋白AlucOBP8与7种性信息素类似物和33种植物挥发物的结合能力。结果显示,7种性信息素类似物均不能与AlucOBP8有效结合,而植物挥发物中只有葎草烯(α-caryophyllene)和十二醛(dodecyl aldehyde)与AlucOBP8表现出较强的结合,结合常数分别为8.74和9.99 μmol/L。绿盲蝽雌雄成虫对这两种化合物的趋向结果表明,十二醛对绿盲蝽雄成虫具有显著的驱避作用。初步推断AlucOBP8为普通气味结合蛋白并参与寄主普通挥发气味的识别过程。     

花椒窄吉丁气味结合蛋白AzanOBP5的克隆与表达

为进一步明确花椒窄吉丁Agrilus zanthoxylumi气味结合蛋白AzanOBP5在昆虫嗅觉识别过程中的功能,基于花椒窄吉丁转录组数据(SUB6796283)利用cDNA末端快速扩增技术对花椒窄吉丁气味结合蛋白基因AzanOBP5进行全长克隆并进行生物信息学分析;通过实时荧光定量检测技术测定基因AzanOBP5在成虫不同组织中的表达情况。结果显示,克隆获得基因AzanOBP5全长740bp(GenBank登录号为MT318834),5''端非编码区为172bp,3''端非编码区114bp,开放阅读框453bp,编码150个氨基酸。序列分析表明,AzanOBP5氨基酸序列与苹果小吉丁Agrilus mali AmalOBP5的氨基酸序列一致性最高。成功构建pET-21a-AzanOBP5重组质粒并在大肠杆菌Escherichia coli中表达,经过诱导和纯化条件的优化及Western blot鉴定,得到的融合蛋白His-AzanOBP5大小符合预期。基因AzanOBP5在雌雄成虫的不同组织中均有表达,其中在成虫腹部的表达量最高。表明花椒窄吉丁气味结合蛋白基因AzanOBP5除参与嗅觉识别过程外,还可能具有其他生理功能。     

松树蜂毒液对寄主松树致病性机制的研究进展

松树蜂Sirex noctilio是一种原产于欧洲各国、蒙古国、格鲁吉亚共和国和北非国家的松科林木蛀干害虫,属于国际上重大林业检疫性有害生物。其雌成虫产卵时向寄主树干注射毒液和共生真菌——网隙裂粉韧革菌Amylostereum areolatum。一般认为毒液能削弱寄主林木的防御能力,是导致寄主树木针叶出现变黄、枯萎等早期病理症状的主导因素,也是为共生真菌侵染创造条件的“条件作用剂”。毒液和共生真菌均不能单独致死林木,只有两者联合作用才会对寄主林木有致死性。该文综述了松树蜂毒液成分及性质、寄主松树对毒液的生理响应和松树蜂毒液作用的分子机制,并对植物激素诱导植物防御反应的研究前景进行展望,以期有助于促进毒-菌致寄主林木受害机制的深入研究,有助于基于植物激素免疫诱抗剂等新防控途径的开发。     

腰果角盲蝽气味结合蛋白基因HtheOBP3的克隆及组织表达分析

为明确腰果角盲蝽Helopeltis theivora气味结合蛋白3(odorant binding protein 3,OBP3)功能及其嗅觉感受机制,利用PCR技术结合c DNA末端快速扩增（rapid amplification of c DNA ends,RACE）技术克隆其cDNA全长序列,利用多个生物信息学软件对其进行序列分析,并通过实时荧光定量PCR(real-time quantitative PCR,qPCR)技术检测其在腰果角盲蝽成虫不同组织中的表达量。结果显示,腰果角盲蝽HtheOBP3基因（GenBank登录号为QHI06949）开放阅读框为474 bp,编码157个氨基酸残基,预测蛋白分子量约为17.15 kD,等电点为5.14,无信号肽和跨膜结构,蛋白氨基酸序列中具有6个保守半胱氨酸残基和性信息素结合蛋白-普通气味结合蛋白（pheromone binding protein-general odorant binding protein,PBP-GOBP）家族的保守结构域。HtheOBP3蛋白具有6个α-螺旋和3对二硫键,其中5个α-螺旋形成1个结合口袋。腰...     

入侵害虫草地贪夜蛾取食七种食物的种群生命表

为阐明入侵害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对我国不同农作物的适应性,利用年龄-阶段两性种群生命表技术研究取食玉米粒以及玉米、花生、棉花、大豆、高粱和谷子叶片等7种不同食物对草地贪夜蛾生长发育与繁殖的影响。结果表明,不同食物显著影响草地贪夜蛾种群。整个成虫前期从长到短依次为取食棉花叶>取食大豆叶>取食高粱叶>取食花生叶>取食谷子叶>取食玉米叶>取食玉米粒,取食玉米粒要比取食棉花叶的时间缩短27.95 d。雌雄成虫寿命均以取食玉米粒和高粱叶的最长,以取食玉米叶的较短,且取食棉花叶的雄成虫寿命仅有3.00 d。产卵量以取食玉米粒的最多,为619.27粒,是取食其他食物的6.00倍～61.25倍。取食玉米叶的草地贪夜蛾初孵幼虫个体完成幼虫、蛹和成虫阶段的概率均较高,分别为95.38%、78.46%和78.46%,而取食棉花叶的最低,分别为37.29%、20.34%和20.34%。草地贪夜蛾取食玉米粒的净增值率、内禀增长率、周限增长率均最高,分别为105.59、0.12 d-1、1.13 d-1,平均世代周期最短,为36.91 d,而取...     

华北大黑鳃金龟聚集信息素的分离鉴定及其引诱效果

为确定华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita聚集行为产生的原因和是否存在聚集素,采用Y型嗅觉仪和气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS),观测试虫聚集行为、鉴定后肠粗提物主要成分及其生物活性。结果表明,在华北大黑鳃金龟雄虫后肠粗提物中发现了顺-9-十八烯醛和乙酸顺-9-十八烯酯等活性物质;与对照相比,100μg/mL和200μg/mL浓度的顺-9-十八烯醛对华北大黑鳃金龟雌、雄成虫具有显著的引诱效果,100μg/mL浓度引诱的雌、雄虫数分别为119头和102头,显著多于对照(分别为60头和75头);而100μg/mL和50μg/mL浓度的乙酸顺-9-十八烯酯浓度对雌、雄虫具有显著的引诱效果。当顺-9-十八烯醛与2-乙基-1-己醇混合比例分别为3∶1和5∶1时,华北大黑鳃金龟雌、雄虫对混合物的选择性显著高于对照。当乙酸顺-9-十八烯酯与榆树挥发物混合比例为3∶1、5∶1时,对华北大黑鳃金龟雌虫的引诱性显著高于对照;当混合比例为5∶1和7∶1时,对华北大黑鳃金龟雄虫的引诱显著高于对照。表明顺-9-十八烯醛和乙酸顺-9-十八烯酯可能是华北大黑鳃金龟聚集信息素的主要成分。