松褐天牛的化学感受蛋白基因的扩增及活性分析

发布时间：2020-03-19 23:25

【摘要】：松褐天牛(Monochamus alternatus Hope)是林业中一种重要的害虫,不但取食树木造成危害,而且是松材线虫病的主要传播媒介。以行为调控为基础的生物防治是控制松褐天牛、防治松材线虫病的一种重要手段。昆虫触角是昆虫发挥嗅觉功能的主要器官,触角上着生各种嗅觉感器,是昆虫识别各种环境信号的基本单位。在感器淋巴液中,化学感受蛋白(CSPs)是昆虫触角内特异性结合和运输气味分子的关键媒介,在昆虫识别信息化学物质的过程中起着重要的作用。如果能够明确松褐天牛的化学感受机制,将为更好的生物防治提供理论依据。但松褐天牛化学感受蛋白的具体功能仍不明确。为此,我们以松褐天牛为研究对象,观察研究其触角感器的超微结构,并克隆了一个化学感受蛋白MaltCSP5,分析了 MaltCSP5基因的时空表达谱,测定了重组MaltCSP5与13种松树挥发物的荧光结合特性。主要结果如下:1、松褐天牛触角感器的超微结构观察利用扫描电镜和透射电镜分别观察成熟的雌虫和雄虫的感受器。在雄性成虫的触角上观察到五种结构的感器:锥形感器、毛形感器、指形感器、棒状感器、和瓶状感器,而在雌性成虫的触角上观察到四种感器:锥形感器、毛形感器、瓶状感器、和刺形感器。在雌雄虫触角的顶端可以观察到锥形感器、毛形感器。毛形感器的表面具有较扁的斜面和光滑的挂钩,并存在气孔,推测其具有味觉的功能。锥形感器的表面则没有气孔。刺形感器的纵切面可以观察到树突分支,并且没有气孔分布,这些感器可能是用来感受湿度、温度、压力或二氧化碳。2、松褐天牛MaltCSP5的时空表达和结合特性通过RT-PCR技术成功克隆了松褐天牛MaltCSP5,开放阅读框为390个碱基对,编码129个氨基酸,编码蛋白的相对分子质量15KDa,含有4个保守的半胱氨酸。荧光定量PCR(RT-qPCR)的结果显示CSP5基因主要在雄性和雌性的触角中高表达。同时成功构建了重组表达质粒,通过亲和层析获得体外重组纯蛋白。以1-NPN为荧光探针,利用荧光竞争结合实验测定重组的CSP5蛋白在中性和酸性环境下和13种松树挥发物的结合能力。结果显示:在pH7.4的环境中,CSP5和月桂烯、(+)-β-蒎烯和(-)-异长叶烯有很强的结合能力,在pH5.0的环境中该蛋白和挥发物异松油烯、(+)-α-蒎烯、异长叶烯、月桂烯、石竹烯、莰酮和丁羟甲苯具有较强的结合能力。
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S763.38

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本文编号：2590870