苜蓿蚜感受報警信息素的分子機理研究

《苜蓿蚜感受報警信息素的分子機理研究》是依託中國農業大學，由班麗萍擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：苜蓿蚜感受報警信息素的分子機理研究
• 依託單位：中國農業大學
• 項目負責人：班麗萍
• 項目類別：面上項目

項目摘要

苜蓿蚜是豆科牧草的主要害蟲之一。蚜蟲的很多為害行為都受到其嗅覺感受系統的調控。其中蚜蟲對報警信息素的嗅覺感受，是蚜蟲所特有的應對危險的重要行為之一。 本研究擬以苜蓿蚜為研究對象,對蚜蟲感受報警信息素過程中起到重要作用的氣味分子結合蛋白，化學感受蛋白和嗅覺受體蛋白因子進行研究，通過實時定量PCR、原位雜交等多種分子生物學技術研究氣味分子結合蛋白基因，化學感受蛋白基因和嗅覺受體蛋白基因在蚜蟲中的表達。通過免疫定位進一步研究這三類蛋白在蛋白水平的表達定位，同時深入研究氣味分子結合蛋白，化學感受蛋白與報警信息素及其類似物的結合反應，為篩選控制蚜蟲的適合藥物提供幫助。 本研究將有利於我們從分子水平深入了解蚜蟲嗅覺傳遞機制，通過干擾蚜蟲的嗅覺感受過程來調節蚜蟲種群的行為，為有效控制蚜蟲為害提供重要的理論依據。

結題摘要

蚜蟲是苜蓿主要害蟲之一，蚜蟲危害後不僅導致苜蓿產量和營養價值降低，而且還會傳播苜蓿花葉病毒等病毒。傳統的化學防治不僅使蚜蟲抗性增加，增加生產投入，還會對環境造成威脅。如何安全有效的控制蚜蟲為害，探索蚜蟲防治的新途徑，是亟待解決的問題。蚜蟲的很多行為受到其嗅覺系統的調控，其中蚜蟲對報警信息素的嗅覺感受，是蚜蟲所特有的應對危險的重要行為之一，而觸角是昆蟲主要的嗅覺器官。採用掃描電鏡結合投射電鏡明確了蚜蟲觸角感器類型和其結構，起到嗅覺作用的感器是初生感覺圈和次生感覺圈的板型感器。化學免疫細胞定位結果表明：感知苜蓿斑蚜報警信息素香葉烯A是OBP6和OBP8。 [反]-β-法尼烯（EβF）是大多數蚜蟲報警信息素的主要甚至唯一成份。通過將黃花蒿（Artemisia annua Linn.）EβF合成酶基因（AaEβF）轉入紫花苜蓿，探究了AaEβF基因在轉基因苜蓿中轉錄水平及蛋白水平上的表達，並初步探索了該基因的抗蚜等功能。實時螢光定量qPCR檢測結果表明AaEβF基因在莖葉中均有表達，且葉片中表達量較高；Western blot檢測表明AaEβF合成酶基因在轉基因株系葉片中蛋白水平上的表達。亞細胞定位結果顯示發現AaEβF基因定位於細胞質和細胞核中，而在AaEβF基因5'端加入前導肽序列後，CTP-AaEβF基因則定位在葉綠體膜上。蚜蟲行為學結果顯示，轉基因苜蓿對蚜蟲表現出了一定的驅避效果。 蚜蟲生活史複雜，具有典型的擴散多型性。利用相對和絕對定量同位素標記技術（iTRAQ）對豌豆蚜翅成蚜、無翅成蚜、四齡翅蚜和四齡無翅蚜進行蛋白標記，分析了有翅蚜和無翅蚜在蛋白水平上的表達差異。在兩個發育階段總共鑑定到差異蛋白總846個。對差異蛋白進行了GO和KEGG富集分析，結果顯示：（一）差異蛋白參與能量的代謝，脂質和糖原為翅蚜的發育和擴散提供能量來源；（二）差異蛋白參與胺基酸的生物合成與代謝，核糖體蛋白在翅蚜的發育和遷移中起到至關重要的作用；（三）差異蛋白參與信號感受和轉導。