小菜蛾气味受体和离子型受体的克隆与表达

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1、万方数据摘要UniversityCode：10225RegisterCode：S14803DissertationfortheDegreeofMasterGeneCloningandExpressionAnalysisofOdorantReceptorsandIonotropicReceptorsintheDiamondbackMoth(Plutellaxylostella)Candidate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Dateof0ralExamination：Univer

2、sity：KONGChang-yiProf．YANShan．chunProf．WANGGui-rongMasterForestProtectionJune，2014NortheastForestryUniversity万方数据摘要lIIIIIIIII11111IIJIIIIIIIIIIIIIIIIIlY2721195昆虫种群之所以数量庞大，离不开一个精准而敏感、复杂而特异的嗅觉系统。嗅觉系统，在介导昆虫行为过程中起主导作用，如日常生活中定位食物、选择栖息地，又如繁衍后代时探求配偶、交配产卵，再如趋利避害时亲属识别、躲避天敌等等。就是利用这个灵敏的嗅觉系统，昆虫精准的完成了从识别气味

3、到作出生理和行为反应的整个过程。重要农业经济害虫小菜蛾体形较小，易躲避敌害、反应灵敏、繁殖迅速、大量取食十字花科蔬菜，都离不开其灵敏精准的嗅觉系统。目前，取代菜青虫，小菜蛾已成为十字花科蔬菜上第一大害虫，直接造成巨大经济损失。在触角识别气味这一过程中，多个蛋白参与了嗅觉信号转导途径。其中气味受体(odorantreceptor，OR)和离子型受体(ionotropicreceptor，IR)存在于特异性的嗅觉感觉神经元反应中。为了研究小菜蛾嗅觉识别的分子机制，项目组已通过二代DNA测序技术对小菜蛾成虫触角进行转录组测序，获得了小菜蛾的转录组数据信息，通过对高质量序列的拼接组装和功能

4、注释，预测出小菜蛾的候选嗅觉基因。重点对其中的受体基因进行了鉴定和序列分析，包括54个ORs基因和16个IRS基因。在确定了小菜蛾转录组的基础上，本研究验证了54个ORs候选基因，16个IRs候选基因，并对其进行了克隆及表达，主要研究成果如下：1．在得到的54个ORs候选基因中，有23个基因的eDNA是全长序列，其开放阅读框(openreadingframe，ORF)长度为1156．2187bp碱基，编码163．473个氨基酸。序列分析结果显示这些ORs具有5．8个跨膜结构域，这符合昆虫ORs的典型结构特征：长度在370—440个氨基酸之间，包括七个跨膜结构域。同时，得到IRs候选

5、基因16个，其中5个IRs基因为全长序列。其中9个IRs有三个跨膜结构域，这也与IRs基因的典型结构特征相吻合。通过半定量PCR技术对获得的小菜蛾的候选ORs和IRs受体基因进行验证，并初步分析它们在雄虫触角、雌虫触角和足中的表达情况。结果在触角中检测到了全部54个ORs和16个IRs的表达，证明预测结果的可信性。结果显示，54个ORs基因主要在触角中表达。其中，PxylORl、PxylOR3、PxylOR4、PxylOR5、PxylOR6和PxylOR7均是雄蛾触角中高表达，这6个ORs都属于性信息素受体(pheromonereceptors，PRs)，这与前期工作中项目组其他人

6、员的研究结果一致。PxylOR8在雌蛾触角中特异表达。其余47个ORS基因中，雌雄均有表达，在部分基因中雌雄表达水平略微有高低。对比于ORS基因，IRs基因的表达几乎不存在雌雄差异，是在雌雄触角中均有表达。其中PxyllR7d．3和PxyllR76b这两个基因表达水平较低。本实验中得到IRs基因在雌雄之间的表达水平相似的结果，再次验证了IRs不同于ORs。同样的结果也出现在斜纹夜蛾(Spodopteralitura)IRs的研究中。因此推测在IRs相对高保守的序列和表达中，可能暗示着IRs具有保守的功能。2．根据预测出的小菜蛾的气味受体候选基因，克隆得到其中三条普通气味受体基因万方

7、数据摘要PxylORl6、PxylORl7和PxylORl8(Genbank登录号分别为KF717601．KF717603)的全长序列。PxylORl6开放阅读框全长为1218bp，编码406个氨基酸；PxylORl7开放阅读框全长为1200bp，编码400个氨基酸；PxylORl8开放阅读框全长为1191bp，编码397个氨基酸。通过进化树分析发现这三个基因没有聚在已知的PRs一支，属于普通气味受体。由于普通气味受体没有性信息素受体那么保守，因此筛选得到的三个基因是