昆蟲作為地球上分布最廣的生物群體之一,在長期進(jìn)化過程中形成了靈敏的嗅覺系統(tǒng),從而保證它們在氣味物質(zhì)復(fù)雜的生存環(huán)境中完成各種重要的生命活動,包括:尋找配偶、搜尋食物、定位寄主和產(chǎn)卵地以及躲避天敵等。鱗翅目昆蟲使用性信息素完成求偶和交配行為,使得利用人工合成性信息素監(jiān)測和防治鱗翅目害蟲成為可能。以性信息素為基礎(chǔ)的誘集和迷向技術(shù)在蘋果蠹蛾（Cydia pomonella）的防治中廣泛應(yīng)用。在我國,蘋果蠹蛾不僅是重要的入侵物種,同時也是檢疫性有害生物,主要危害蘋果、梨、核桃等,給我國水果行業(yè)發(fā)展造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。隨著蘋果蠹蛾對多種殺蟲劑抗藥性的增加,利用性信息素的交配干擾技術(shù)在蘋果蠹蛾的防治中起到越來越重要的作用。盡管該技術(shù)在該害蟲防治中廣泛應(yīng)用,但蘋果蠹蛾對性信息素的化學(xué)感受機(jī)制仍不清楚。在性信息素的識別過程中,性信息素受體發(fā)揮關(guān)鍵作用,研究該基因的功能,有助于了解蘋果蠹蛾感受性信息素的分子機(jī)制,對開發(fā)綠色高效的害蟲防治手段具有重要意義。本研究以蘋果蠹蛾為研究對象,通過分子生物學(xué)、生物信息學(xué)以及電生理學(xué)等研究方法,對蘋果蠹蛾觸角中嗅覺相關(guān)基因進(jìn)行鑒定并對性信息素受體的體外功能進(jìn)行探究,以下為... 

【文章來源】：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

昆蟲觸角感器模式圖（STENGL,2010）

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院碩士論文第一章緒論4圖1-2昆蟲氣味識別機(jī)制模式圖（DUetal.,2016）Fig.1-2Modelofmechanismofinsectolfaction（DUetal.,2016）1.3昆蟲氣味受體的研究進(jìn)展1.3.1氣味受體基因的鑒定1991年，第一個氣味受體是在哺乳動物褐家鼠體內(nèi)被發(fā)現(xiàn)（Ratfmnorvegicus）（BUCKandAXEL,1991）。此后，研究人員在脊椎動物（鳥類、兩棲類、魚類等）體內(nèi)通過同源克隆也發(fā)現(xiàn)了氣味受體的存在（NGAIetal.,1993；RAMINGetal.,1993；FREITAGetal.,1998）。同樣是使用同源克隆的方法，但是并沒有在無脊椎動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)氣味受體基因。究其原因，可能是由于不同物種間的氣味受體基因同源性較低。直至1995年，線蟲全基因組測序完成，在全基因組數(shù)據(jù)中挖掘出無脊椎的首個氣味受體基因（TROEMELetal.,1995），該方法也為昆蟲氣味受體基因鑒定提供了新的思路。隨著基因組測序技術(shù)的發(fā)展，在果蠅（Drosophilamelanogaster）基因組中鑒定出氣味受體基因，這也是第一個被鑒定出氣味受體基因的昆蟲（CLYNEetal.,1999;GAOandCHESS,1999）。后續(xù)許多昆蟲進(jìn)行了基因組的測序研究，利用同源基因比較的方法，先后從岡比亞按蚊（Anophelesgambiae）（FOXetal.,2002;HOLTetal.,2003）、埃及伊蚊（Aedesaegypti）（NENEetal.,2007）、家蠶（Bombyxmori）（SAKURAIetal.,2004;KRIEGERetal.,2005）、煙芽夜餓（Heliothisvirescens）（KRIEGERetal.,2002;KRIEGERetal.,2004）、蜜蜂（Apismellifera）（TheHoneybeeGenomeSequencingConsortium,2006;ROBERTSONandWANNER,2006）、赤擬谷盜（Triboliumcastaneum）（ENGSONTIAetal.,2008)）、豌豆蚜（Acyrthosiphonpisum）（TheInternationalAphidGenomicsConsortium,2010）、小菜蛾（Plutellaxylostella）（YOUetal.,2013）、?

的幽暗麗蠅（Calliphorastygia）（LEITCHetal.,2015），鞘翅目中的大猿葉甲（Colaphellusbowringii）（LIetal.,2015），膜翅目中的菜蛾盤絨繭蜂（Cotesiavestalis）（NISHIMURAetal.,2012），半翅目中的褐飛虱（Nilaparvatalugens）（ZHOUetal.,2014）等均進(jìn)行了觸角轉(zhuǎn)錄組分析和嗅覺相關(guān)基因鑒定。這些氣味受體的鑒定為后續(xù)的功能鑒定研究打下堅實基矗1.3.2氣味受體的結(jié)構(gòu)昆蟲氣味受體是一類氨基酸長度為360-460aa的疏水性膜蛋白，位于嗅覺神經(jīng)元OSNs的樹突膜上。一般有7個跨膜結(jié)構(gòu)域，且N端位于膜內(nèi)側(cè)，C端位于膜外側(cè)，如圖1-3。一般情況下，N端氨基酸序列保守性低于C端。有研究發(fā)現(xiàn)，在感受到信息素信號后，觸角內(nèi)的三磷酸肌醇含量激增，由此推測氣味受體可能是通過釋放第二信使來行使功能，屬于一種G蛋白偶聯(lián)受體（KRIEGERandBREER,1999;JACQUIN-JOLYandMERLIN2004）。但是后來的研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲的氣味受體是與ORco一起組成有控制離子通道開閉的復(fù)合物來行使功能（NEUHAUSetal.,2005;BENTONetal.,2006），這個發(fā)現(xiàn)成為了推翻氣味受體屬于G蛋白偶聯(lián)受體的觀點。圖1-3昆蟲氣味受體結(jié)構(gòu)圖（BENTONetal.2006）Fig.1-3StructureofORsininsect（BENTONetal.2006）1.4氣味受體的功能探究氣味受體在嗅覺識別機(jī)制中起到重要作用的原因有兩方面。一方面是氣味受體可以特異性識別某一類或者某一種氣味分子；另一方面是氣味受體可以完成化學(xué)信號轉(zhuǎn)化為電信號的轉(zhuǎn)化過程，進(jìn)而將信號向中樞神經(jīng)傳導(dǎo)，經(jīng)中樞神經(jīng)處理后引起昆蟲相關(guān)行為（LEAL，2013）。所以，昆蟲氣味受體基因鑒定讓氣味受體功能研究有了可行性，也讓該領(lǐng)域成為昆蟲嗅覺相關(guān)研究的熱點。昆蟲的氣味受體可分為兩類。一類是在不同物種間同源性很高的OR83b基因家族，這是一

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3426189