中红侧沟茧蜂嗅觉受体基因的克隆和组织表达谱分析

【摘要】昆虫在自然界中搜寻寄主植物主要是通过识别各种植物的气味挥发物来定位,而各种气味的识别主要依赖嗅觉器官。嗅觉在昆虫的多种行为中起至关重要的作用,例如搜寻寄主、躲避天敌、交配和转移。在嗅觉系统中,气味受体承担着连接外界气味刺激和嗅觉神经的不可或缺的作用。中红侧沟茧蜂(Microplitismediator)是一种寄主广泛的独居性的内寄生蜂,其寄主涉及鳞翅目40多种昆虫,其中包括棉铃虫、粘虫、甘蓝夜蛾等重大农业害虫,中红侧沟茧蜂是这些害虫田间生物防控的重要因子。通过分子生物学的手段研究嗅觉的分子机制已成为近年来研究热点,可以为害虫防治和天敌利用提供新的策略和方法。一、中红侧沟茧蜂触角cDNA文库的构建为了明确中红侧沟茧蜂嗅觉系统的特性,本研究利用SMART技术构建了一个高质量的中红侧沟茧蜂的触角cDNA文库,通过对表达序列标签(EST)的高通量测序,获得了4785个表达序列标签序列。通过BLASTx和BLASTn对序列进行同源性搜索,获得到一系列的与嗅觉有关的基因,包扩25个气味受体的片段。二、中红侧沟茧蜂嗅觉受体的克隆和分析选取其中13个气味受体的片段,通过快速扩增cDNA末端的技术(RACE)获得这13个典型性气味受体基因的全长,利用生物信息学的方法对基因序列进行了分析。序列比对发现,虽然克隆的13个Ors彼此之间及与其他昆虫的同源性比较低,但仍发现一些保守位点(G-W-K-Y-H-F-C-W).对ORs跨膜区进行预测分析显示,ORs具有7个跨膜区,N末端位于细胞膜内,C末端位于细胞膜外。三、中红侧沟茧蜂嗅觉受体的组织表达谱分析通过荧光定量PCR(realtimePCR)对13个ORs和非典型性嗅觉受体ORco的组织表达谱进行分析。结果显示,不同嗅觉受体在不同组织和雌雄虫中表达量差异很大,但在触角均高表达。其中3个嗅觉受体(MmedOr2,MmedOr12和MmedOr13)在雌虫触角高表达,8个嗅觉受体(MmedOrco,MmedOr3,MmedOr4,MmedOr5,MmedOr7,MmedOrS,MmedOr9和MmedOr11)在雄虫触角高表达,其中3个嗅觉受体(MmedOr,MmedOr6和MmedOr10)在雌雄虫触角中表达量比较接近。同时发现,MmedOr6和MmedOr8在足中有相对较高的表达量,MmedOr10和MmedOr11在头部(去除触角)有相对较高的表达量。针对在雌虫触角中高表达的MmedOr2,通过定量PCR法技术分析其在不同时期以及交配前后的表达量变化。该基因在触角中特异性表达,雌蜂触角的表达量约为雄蜂触角的5.3倍。在预蛹期、蛹前期该基因均不表达,在触角初始形成时开始表达,但一直处于低水平状态。MmedOr2的表达量有一个迸发期,雌蜂发生在羽化后第3天,雄蜂发生在羽化后第2天,迸发期时雌蜂触角的表达量约为雄蜂触角表达量的8.7倍。迸发期后雌蜂触角该基因表达量显著下降；雄蜂触角的表达量一直处于平稳上升状态至第4天出现表达量高峰,之后表达量稳步下降。另外,雌蜂交配后MmedOr2基因表达量呈现下降趋势。
【作者】马龙；
【导师】刘泽文；张永军；
【作者基本信息】南京农业大学，农业昆虫与害虫防治，2013，硕士
【关键词】中红侧沟茧蜂；触角cDNA文库；嗅觉受体；组织表达谱；

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