褐飛虱味覺受體調控其繁殖力的分子機制研究

《褐飛虱味覺受體調控其繁殖力的分子機制研究》是依託中山大學，由張文慶擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：褐飛虱味覺受體調控其繁殖力的分子機制研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：張文慶
• 依託單位：中山大學

中文摘要

高繁殖力是害蟲經常暴發成災的主要原因之一。昆蟲繁殖力受內源性和外源性因素的共同影響。抗蟲作物在一個世代內即能顯著降低害蟲的繁殖力，我們推測害蟲味覺受體在其中發揮了重要作用。但是，參與調控害蟲繁殖力的味覺受體及其調控機制均未見報導。本項目以水稻重要害蟲褐飛虱為研究對象，在克隆其味覺受體基因家族的基礎上，利用RNAi技術鑑定繁殖力相關味覺受體；研究這些受體對抗蟲水稻中差異非揮發性次生化合物和糖類物質的回響，並在昆蟲細胞中驗證受體--配體關係；選擇糖受體和回響非揮發性次生化合物的味覺受體各1個，深入研究受體通過轉錄因子作用於卵黃原蛋白(Vg)網路進而調控褐飛虱繁殖力的分子機制。本項目的創新之處在於：率先研究農業害蟲味覺受體對抗蟲作物活性物質的回響以及調控其繁殖力的分子機制。對於解釋昆蟲繁殖力的分子基礎，加深對抗蟲作物--害蟲互作關係的理解均具有重要意義。

結題摘要

高繁殖力是害蟲經常暴發成災的主要原因之一。抗蟲作物能顯著降低害蟲的繁殖力，害蟲味覺受體可能發揮了重要作用。但是，參與調控害蟲繁殖力的味覺受體及其調控機制均未見報導。本項目獲得了32個褐飛虱味覺受體基因，闡明了其組織和時間表達模式。鑑定出繁殖力相關味覺受體基因27個。通過比較3個抗蟲水稻品種與感蟲品種的代謝組，發現和鑑定出幾十個差異代謝物質。利用水稻茉莉素信號通路突變體，發現β-D-葡聚糖是茉莉素信號通路調控水稻耐受褐飛虱的重要代謝物。利用鈣離子成像技術鑑定了2種糖受體的配體。更為重要的是，在水稻中鑑定出草酸是可變剪下體NlGr23a的配體，但並不是另一個可變剪下體NlGr23b的配體，該受體可調節褐飛虱的取食行為。發現NlGr10a和NlGr11以相同的信號通路調控褐飛虱的繁殖力，而NlGr10b的調控信號通路不同於NlGr10a。味覺受體可調節轉錄因子NlFoxO，而NlFoxO通過結合NlS6K、NlTOR和NlVg來調節褐飛虱的繁殖力，從而闡明了味覺受體調控褐飛虱繁殖力的分子機制。對於解釋昆蟲繁殖力的分子基礎，加深對抗蟲作物--害蟲互作關係的理解均具有重要意義。受該項目資助已發表SCI論文9篇，已投稿SCI論文2篇。圓滿完成了計畫研究內容和目標。