桃小食心虫化学感受蛋白基因的克隆及功能鉴定
发布时间：2021-09-04 09:41
桃小食心虫是我国北方果树生产中危害最为严重的害虫之一,以钻蛀果实内部纵横串食为害,严重影响果实的产量和品质,给果农造成严重的经济损失。目前主要以化学农药等措施来控制其为害,但这种方法会造成越来越严重的3R（Residue,Resistance,Resurgence）问题。目前利用昆虫的行为策略对桃小食心虫的种群密度进行控制是研究的热点之一,性诱剂是其中的主要产品,其主要成分是性信息素。在桃小食心虫寄主搜寻、选择和定位的过程中,嗅觉发挥重要的作用。信息素能引发桃小食心虫多种行为反应,而其对信息素的反应又受到寄主植物释放的气味调节,寄主挥发物和信息素的结合使用能够有效提高引诱剂的效果,有研究表明,化学感受蛋白（CSPs）能够结合并运输气味分子。对桃小食心虫化学感受蛋白（CSPs）基因的克隆及功能的验证有助于深入理解桃小食心虫化学感受的分子机制,也为利用信息素和气味分子调节桃小食心虫的危害范围和种群密度提供理论依据。因此,本研究以桃小食心虫化学感受蛋白为靶标筛选出具有结合亲和性的寄主挥发物分子,使用基因克隆、荧光定量、原核表达与纯化等技术手段体外表达出目的蛋白,利用荧光竞争结合实验筛选与桃小...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桃小食心虫总RNA样品检测Fig.2-1TotalRNAofC.sasakii
中国农业科学硕士学位论文第二章桃小食心虫CSPs基因克隆17预测的信号肽序列用下划线表示，4个保守的半胱氨酸位点在圆圈内，终止密码子用*号表示。Theunderlinesequencesrepresenttheaminoacidpredictedsignalpeptide.Thefourconservedcysteinesaredisplayedincircleandstopcodonisdenotedbyredasterisk.图2-2CsasCSPs的核苷酸和氨基酸序列Fig.2.2NucleotideanddeducedaminoacidsequenceofCsasCSP5fromC.sasakii.
中国农业科学硕士学位论文第四章CsasCSP16分子对接与动力学模拟4.3.2桃小食心虫CsasCSP16与配体分子对接桃小食心虫CsasCSP16与气味分子，水杨酸甲酯、庚酸乙酯、α-蒎烯、十五烷和6-甲基-5-庚烯-2-酮对接的VinaScore值分别为：-6.1、-5.2、-6.6、-5.8和-5.3。由CB-Dock预测的结合口袋可以看出，所有的气味分子都在疏水性结合腔的内部（图4-3）。CsasCSP16与气味分子间的作用力主要有范德华力和疏水作用力，并且α-蒎烯与Thr-87残基形成氢键。在对家蚕的气味结合蛋白的研究中发现，氢键具有特异性识别性信息素的功能。因此CsasCSP16可能具有特异性识别α-蒎烯的功能。结合模式分析发现，这些配体都结合在CsasCSP16形成的疏水口袋中，在许多疏水性的氨基酸周围（图4.4）。这些结合特征与其他的OBPs和CSPs相一致(Campanaccietal.,2003b;Jansenetal.,2007;Tomasellietal.,2006)。结合在疏水性口袋中的5个气味分子都有以下疏水性氨基酸的参与：Ile-49、Leu-53、Ile-72、Trp-83、Leu-86和Tyr-100。这些氨基酸残基与所有配体都有作用，这说明他们在CsasCSP16结合配体的过程中发挥关键作用。亮氨酸、异亮氨酸和色氨酸也是CSPMbraA6结合配体过程中发挥关键作用的氨基酸，这表明这三个氨基酸参与了昆虫配体结合的过程(Campanaccietal.,2003a)。气味分子为：水杨酸甲酯、庚酸乙酯、α-蒎烯、十五烷和6-甲基-5-庚烯-2-酮。Methylsalicylate,Ethylheptanoate,α-Pinene,Pentadecane,6-Methyl-5-hepten-2-one.图4-3CsasCSP16在预测的结合口袋与不同气味分子结合模式Fig.4-3BindingmodesofthedifferentligandsintheputativebindingpocketofCsasCSP16.40
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯虫苯甲酰胺干扰桃小食心虫交配的转录组分析[J]. 孙丽娜,田志强,张怀江,李艳艳,闫文涛,岳强,仇贵生. 中国农业科学. 2018(15)
[2]中华蜜蜂气味结合蛋白基因AcerOBP14的克隆及时空表达[J]. 杜亚丽,张中印,潘建芳,王树杰,杨爽,赵慧婷,姜玉锁. 中国农业科学. 2016(19)
[3]昆虫外周嗅觉系统信号转导机制研究进展[J]. 杜立啸,刘杨,王桂荣. 中国科学:生命科学. 2016(05)
[4]3MBA类FtsZ蛋白抑制剂的分子动力学模拟及抗菌作用机制[J]. 张贺,卢俊瑞,穆江蓓,刘金彪,杨旭云,王美君,张瑞波. 物理化学学报. 2015(03)
[5]昆虫嗅觉相关蛋白及嗅觉识别机理研究概述[J]. 胡颖颖,徐书法,Abebe J.Wubie,李薇,国占宝,周婷. 基因组学与应用生物学. 2013(05)
[6]不同寄主植物对桃小食心虫生长发育和繁殖的影响[J]. 李定旭,雷喜红,李政,高灵旺,沈佐锐. 昆虫学报. 2012(05)
[7]桃小食心虫的研究现状[J]. 王鹏,于毅,张思聪,张安盛,门兴元,凌飞,许永玉,李丽莉. 华东昆虫学报. 2009(02)
[8]中华蜜蜂化学感受蛋白cDNA克隆、定位及其表达[J]. 李红亮,楼兵干,程家安,高其康. 科学通报. 2007(08)
[9]桃小食心虫的研究概况[J]. 刘玉升,程家安,牟吉元. 山东农业大学学报. 1997(02)
[10]桃小食心虫寄主生物型的初步研究[J]. 花蕾,花保祯. 植物保护学报. 1995(02)
博士论文
[1]桃蛀螟性信息素结合蛋白的功能研究[D]. 葛星.中国农业科学院 2017
[2]几种疾病相关重要蛋白的结构性质及作用机理的分子动力学模拟研究[D]. 褚雯婷.吉林大学 2014
[3]小地老虎性信息素通讯的分子和细胞机制[D]. 谷少华.中国农业科学院 2013
本文编号：3383032
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
桃小食心虫总RNA样品检测Fig.2-1TotalRNAofC.sasakii
中国农业科学硕士学位论文第二章桃小食心虫CSPs基因克隆17预测的信号肽序列用下划线表示，4个保守的半胱氨酸位点在圆圈内，终止密码子用*号表示。Theunderlinesequencesrepresenttheaminoacidpredictedsignalpeptide.Thefourconservedcysteinesaredisplayedincircleandstopcodonisdenotedbyredasterisk.图2-2CsasCSPs的核苷酸和氨基酸序列Fig.2.2NucleotideanddeducedaminoacidsequenceofCsasCSP5fromC.sasakii.
中国农业科学硕士学位论文第四章CsasCSP16分子对接与动力学模拟4.3.2桃小食心虫CsasCSP16与配体分子对接桃小食心虫CsasCSP16与气味分子，水杨酸甲酯、庚酸乙酯、α-蒎烯、十五烷和6-甲基-5-庚烯-2-酮对接的VinaScore值分别为：-6.1、-5.2、-6.6、-5.8和-5.3。由CB-Dock预测的结合口袋可以看出，所有的气味分子都在疏水性结合腔的内部（图4-3）。CsasCSP16与气味分子间的作用力主要有范德华力和疏水作用力，并且α-蒎烯与Thr-87残基形成氢键。在对家蚕的气味结合蛋白的研究中发现，氢键具有特异性识别性信息素的功能。因此CsasCSP16可能具有特异性识别α-蒎烯的功能。结合模式分析发现，这些配体都结合在CsasCSP16形成的疏水口袋中，在许多疏水性的氨基酸周围（图4.4）。这些结合特征与其他的OBPs和CSPs相一致(Campanaccietal.,2003b;Jansenetal.,2007;Tomasellietal.,2006)。结合在疏水性口袋中的5个气味分子都有以下疏水性氨基酸的参与：Ile-49、Leu-53、Ile-72、Trp-83、Leu-86和Tyr-100。这些氨基酸残基与所有配体都有作用，这说明他们在CsasCSP16结合配体的过程中发挥关键作用。亮氨酸、异亮氨酸和色氨酸也是CSPMbraA6结合配体过程中发挥关键作用的氨基酸，这表明这三个氨基酸参与了昆虫配体结合的过程(Campanaccietal.,2003a)。气味分子为：水杨酸甲酯、庚酸乙酯、α-蒎烯、十五烷和6-甲基-5-庚烯-2-酮。Methylsalicylate,Ethylheptanoate,α-Pinene,Pentadecane,6-Methyl-5-hepten-2-one.图4-3CsasCSP16在预测的结合口袋与不同气味分子结合模式Fig.4-3BindingmodesofthedifferentligandsintheputativebindingpocketofCsasCSP16.40
【参考文献】：
期刊论文
[1]氯虫苯甲酰胺干扰桃小食心虫交配的转录组分析[J]. 孙丽娜,田志强,张怀江,李艳艳,闫文涛,岳强,仇贵生. 中国农业科学. 2018(15)
[2]中华蜜蜂气味结合蛋白基因AcerOBP14的克隆及时空表达[J]. 杜亚丽,张中印,潘建芳,王树杰,杨爽,赵慧婷,姜玉锁. 中国农业科学. 2016(19)
[3]昆虫外周嗅觉系统信号转导机制研究进展[J]. 杜立啸,刘杨,王桂荣. 中国科学:生命科学. 2016(05)
[4]3MBA类FtsZ蛋白抑制剂的分子动力学模拟及抗菌作用机制[J]. 张贺,卢俊瑞,穆江蓓,刘金彪,杨旭云,王美君,张瑞波. 物理化学学报. 2015(03)
[5]昆虫嗅觉相关蛋白及嗅觉识别机理研究概述[J]. 胡颖颖,徐书法,Abebe J.Wubie,李薇,国占宝,周婷. 基因组学与应用生物学. 2013(05)
[6]不同寄主植物对桃小食心虫生长发育和繁殖的影响[J]. 李定旭,雷喜红,李政,高灵旺,沈佐锐. 昆虫学报. 2012(05)
[7]桃小食心虫的研究现状[J]. 王鹏,于毅,张思聪,张安盛,门兴元,凌飞,许永玉,李丽莉. 华东昆虫学报. 2009(02)
[8]中华蜜蜂化学感受蛋白cDNA克隆、定位及其表达[J]. 李红亮,楼兵干,程家安,高其康. 科学通报. 2007(08)
[9]桃小食心虫的研究概况[J]. 刘玉升,程家安,牟吉元. 山东农业大学学报. 1997(02)
[10]桃小食心虫寄主生物型的初步研究[J]. 花蕾,花保祯. 植物保护学报. 1995(02)
博士论文
[1]桃蛀螟性信息素结合蛋白的功能研究[D]. 葛星.中国农业科学院 2017
[2]几种疾病相关重要蛋白的结构性质及作用机理的分子动力学模拟研究[D]. 褚雯婷.吉林大学 2014
[3]小地老虎性信息素通讯的分子和细胞机制[D]. 谷少华.中国农业科学院 2013
本文编号：3383032
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