基于触角转录组解析驯化对家蚕嗅觉系统的影响
发布时间：2021-11-15 23:24
昆虫嗅觉是一种高度特异和敏感的化学检测系统,可识别环境中特异的气味分子,在寻找食物、配偶和产卵地等过程中起着重要作用。触角是昆虫最重要的外周嗅觉器官,分布有大量的感受器。触角感受器内有大量的嗅觉蛋白和气味降解酶,是昆虫识别气味分子的重要基础。昆虫的嗅觉反应可大致归纳为:外界环境中亲脂性的气味分子可以通过嗅觉感器的微孔进入亲水性的感器淋巴液,经感器淋巴液中的气味结合蛋白（odorant-binding proteins,OBPs）结合并运转到位于神经元膜上的嗅觉受体（olfactory receptors,ORs）,嗅觉反应被激活,随后这些气味分子被感器淋巴腔或支持细胞中的气味降解酶（odorant-degrading enzyme,ODE）降解,以保持嗅觉的灵敏性。约5000年前,家蚕（Bombyx mori）由野桑蚕（B.mandarina）驯化而来,历经长期的人工驯化,家蚕与野桑蚕在行为和生理上都表现出了一定的差异,比如体色和蚕蛾个体的大小等。事实上,除了显而易见的性状外,驯化过程也影响了蚕蛾的嗅觉神经生理响应,已有研究发现家蚕对环境气味分子的嗅觉反应已大大降低。近年来,家蚕的全基...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
家蚕成虫以及其触角(Bisch-Knaden,etal.2014)
庆大学硕士学位论文 1 绪目前对昆虫气味识别途径的观点是（图 1.2）：昆虫的触角上的嗅觉感器的感觉器官，感器的表皮上存在许多微孔，环境中一些亲脂性的分子能通微孔到达感器淋巴液，与其中的 OBPs 结合，形成气味分子-OBP 复合体，步运转到神经元膜上的 ORs 上；ORs 被识别和激活后，引发出级联反应，味分子被气味降解酶降解(Vogt 2005; Zhou 2010)。并且 Rutzler 等认为气味只是一类，而是有两类，一类是传统的气味受体，即位于神经元膜上的 O以直接识别 OBP；另外一类受体，则是位于感觉神经元上的感觉神经元膜SNMPs）和 Or83b 蛋白，其中 SNMPs 可以与 ORs 或 Or83b 之间相互作用起到气味受体的作用。传统的气味受体与高度保守的Or83b家族相互作用，族蛋白促进传统 ORs 转运到神经元树突膜上，可能有助于信号的转导(Rd Zwiebel 2005)。
图 1.3 ORs 对于同气味分子刺激的反应(Tanaka et al. 2009)Fig 1.3 Recordings of odorant-induced currents in Xenopus oocytes1.2.4 家蚕与野桑蚕嗅觉感受差异的研究经过 5000 年的人工驯化，家蚕与其野生祖先 B. mandarina 在表型上发生了较大的分化，成虫触角的嗅觉感受器数目也不例外 (Bisch-Knaden et al. 2014) （图1.4）。该研究证实，长期的人工选择已导致家蚕雌性个体触角嗅觉感受器的数目大为减少，而且不同个体间有较大的分化（图 1.4），暗示着野桑蚕在自然环境中可能面临着较大的自然选择压力，保有着数目众多的感受器以增强嗅觉感知的能力。Bisch-Knaden 等利用 14 种已知的桑叶挥发性物质做为气味分子，分别对家蚕和野桑蚕雌雄个体的感知能力进行了电生理检测。结果表明，家蚕与野桑蚕雄性个体间对 4 种气味分子（linalool、hexanol、hexanal 和 octanal）的感知能力存在显著差异，而在雌性个体间对 9 种气味分子的嗅觉反应具有显著差异。均表现出野蚕的嗅觉反应更为强烈和灵敏。这一结果从形态和生理学水平揭示了驯化对家蚕嗅觉反应的影响，但分子机制仍不清楚。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Phylogeny and evolutionary history of the silkworm[J]. SUN Wei 1,YU HongSong 1,SHEN YiHong 1,BANNO Yutaka 2,XIANG ZhongHuai 1 & ZHANG Ze 1,3* 1 Institute of Sericulture and Systems Biology,Southwest University,Chongqing 400715,China;2 Institute of Genetic Resources,Graduate School of Bioresource and Bioenvironmental Sciences,Kyushu University,Fukuoka 812-8581,Japan;3 Institute of Agricultural and Life Sciences,Chongqing University,Chongqing 400044,China. Science China（Life Sciences）. 2012(06)
[2]家蚕醛氧化酶基因（BmAOXs）的鉴定与表达分析[J]. 杨瑜,林英,杨从文,王艳霞,夏庆友. 昆虫学报. 2010(01)
[3]东亚飞蝗四种类型的触角感受器超微结构（昆虫纲,直翅目）（英文）[J]. 金鑫,张善干,张龙. 农业生物技术学报. 2004(03)
本文编号：3497708
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
家蚕成虫以及其触角(Bisch-Knaden,etal.2014)
庆大学硕士学位论文 1 绪目前对昆虫气味识别途径的观点是（图 1.2）：昆虫的触角上的嗅觉感器的感觉器官，感器的表皮上存在许多微孔，环境中一些亲脂性的分子能通微孔到达感器淋巴液，与其中的 OBPs 结合，形成气味分子-OBP 复合体，步运转到神经元膜上的 ORs 上；ORs 被识别和激活后，引发出级联反应，味分子被气味降解酶降解(Vogt 2005; Zhou 2010)。并且 Rutzler 等认为气味只是一类，而是有两类，一类是传统的气味受体，即位于神经元膜上的 O以直接识别 OBP；另外一类受体，则是位于感觉神经元上的感觉神经元膜SNMPs）和 Or83b 蛋白，其中 SNMPs 可以与 ORs 或 Or83b 之间相互作用起到气味受体的作用。传统的气味受体与高度保守的Or83b家族相互作用，族蛋白促进传统 ORs 转运到神经元树突膜上，可能有助于信号的转导(Rd Zwiebel 2005)。
图 1.3 ORs 对于同气味分子刺激的反应(Tanaka et al. 2009)Fig 1.3 Recordings of odorant-induced currents in Xenopus oocytes1.2.4 家蚕与野桑蚕嗅觉感受差异的研究经过 5000 年的人工驯化，家蚕与其野生祖先 B. mandarina 在表型上发生了较大的分化，成虫触角的嗅觉感受器数目也不例外 (Bisch-Knaden et al. 2014) （图1.4）。该研究证实，长期的人工选择已导致家蚕雌性个体触角嗅觉感受器的数目大为减少，而且不同个体间有较大的分化（图 1.4），暗示着野桑蚕在自然环境中可能面临着较大的自然选择压力，保有着数目众多的感受器以增强嗅觉感知的能力。Bisch-Knaden 等利用 14 种已知的桑叶挥发性物质做为气味分子，分别对家蚕和野桑蚕雌雄个体的感知能力进行了电生理检测。结果表明，家蚕与野桑蚕雄性个体间对 4 种气味分子（linalool、hexanol、hexanal 和 octanal）的感知能力存在显著差异，而在雌性个体间对 9 种气味分子的嗅觉反应具有显著差异。均表现出野蚕的嗅觉反应更为强烈和灵敏。这一结果从形态和生理学水平揭示了驯化对家蚕嗅觉反应的影响，但分子机制仍不清楚。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Phylogeny and evolutionary history of the silkworm[J]. SUN Wei 1,YU HongSong 1,SHEN YiHong 1,BANNO Yutaka 2,XIANG ZhongHuai 1 & ZHANG Ze 1,3* 1 Institute of Sericulture and Systems Biology,Southwest University,Chongqing 400715,China;2 Institute of Genetic Resources,Graduate School of Bioresource and Bioenvironmental Sciences,Kyushu University,Fukuoka 812-8581,Japan;3 Institute of Agricultural and Life Sciences,Chongqing University,Chongqing 400044,China. Science China（Life Sciences）. 2012(06)
[2]家蚕醛氧化酶基因（BmAOXs）的鉴定与表达分析[J]. 杨瑜,林英,杨从文,王艳霞,夏庆友. 昆虫学报. 2010(01)
[3]东亚飞蝗四种类型的触角感受器超微结构（昆虫纲,直翅目）（英文）[J]. 金鑫,张善干,张龙. 农业生物技术学报. 2004(03)
本文编号：3497708
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