嗅覺在昆蟲種群繁殖和生存中起著至關(guān)重要的作用,因此嗅覺相關(guān)基因的鑒定對豐富和完善昆蟲化學通訊系統(tǒng)的研究具有重要意義。粘蟲Mythmna separata是我國重要的農(nóng)業(yè)害蟲,可取食16科104種植物。本研究采用RNA-seq技術(shù)對粘蟲雌雄蛾觸角轉(zhuǎn)錄組進行測序,分別獲得71.71、66.42、63.37、60.56、57.64和67.21 M個Clean Reads,每個數(shù)據(jù)量都大于8 G,Q30值大于90%。將同一組織的3次生物重復合并組裝,分別獲得326,538（平均長度608 bp）轉(zhuǎn)錄本和132,454（平均長度1021 bp）個Unigenes,其中200-500 bp長度的基因最多。將所獲得的基因在7大數(shù)據(jù)庫中進行比對,其中在NR數(shù)據(jù)庫中注釋到的基因數(shù)最多,占總基因數(shù)的28.40%,其次為GO數(shù)據(jù)庫（24.03%）和Pfam數(shù)據(jù)庫（23.9%）。GO注釋之后,發(fā)現(xiàn)在分子功能中,具有結(jié)合（17487/54.92%）和催化活性（12190/38.29%）的基因數(shù)量最多,這與昆蟲觸角的功能特性是一致的。進一步對上述觸角轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)注釋和分析,共鑒定出57個ORs基因（包括5個PRs基... 

【文章來源】：西北農(nóng)林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

昆蟲嗅覺識別原理圖（Britoetal.2016）

圖 1-2 豬 OBP1、家蠶 PBP1 和甘藍夜蛾 CSP2 蛋白三維結(jié)構(gòu)圖（Pelosi et al. 2014）Fig. 1-2 Three-dimensional structures of pig OBP 1, Bombyx mori PBP1 and Mamestra brassicae CSP2.1.1.2.2 表達及功能特性目前已經(jīng)通過結(jié)合實驗和 CSPs 在昆蟲嗅覺神經(jīng)元周圍的大量表達證實，CSPs 參與了昆蟲化學信號的過程。即使 CSPs 與氣味分子的結(jié)合能力沒有 OBPs 強，但也表現(xiàn)出來明顯的選擇性。與 OBPs 相比，CSPs 在昆蟲組織中的分布更廣，除了觸角等主要的感覺器官外，一些 CSPs 也分布在非感覺器官中，它們被認為參與了不同的生理功能，包括昆蟲的生長發(fā)育和分化（Nomura et al. 1992；Jacquin-Joly et al. 2001；Zhou et al. 2013）。比如蜜蜂 CSP5 被發(fā)現(xiàn)在卵巢和卵中，可能參與胚胎的生長發(fā)育（Maleszka et al. 2007）。棉鈴蟲和煙青蟲 Helicoverpa assulta 的 CSP4 在喙管中大量表達，可能作為表面活化劑幫助昆蟲吮吸（Liu et al. 2014a）。蟑螂 CSPs 基因家族中的 p10 基因能夠促進足的再生（Kitabayashi et al. 1998；Nomura et al. 1992）。除了 OBPs 被發(fā)現(xiàn)在性腺中表達外，CSPs在甘藍夜蛾 Mamestra brassicae（Jacquin-Joly et al. 2001），家蠶（Dani et al. 2011）和小

界信號；一個異源三聚體傳感器（G 蛋白）和一個效應酶，例如磷脂酶 C 或腺苷酸環(huán)化酶，能對第二步信息進行整合，如肌醇 1,4,5-三磷酸鹽（InsP3）或 AMP 循環(huán)（cAMP）（Krieger and Breer 1999；Breer 2003）。這些蛋白具有 7 個跨膜區(qū)（transmembraneregions，TMs）并且蛋白 N-端在細胞外，C-端位于細胞質(zhì)內(nèi)（圖 1-3A）（Buck and Axel1991）。7 個跨膜區(qū)域具有高度疏水的氨基酸，并形成 7 個 -螺旋束組成受體中心。這個球狀結(jié)構(gòu)是所有 GPCRs 的共同特征（圖 1-3B）。TMs 區(qū)域被 6 個環(huán)鏈接，3 個在細胞外 3 個在細胞質(zhì)內(nèi)。GPCR 的這種結(jié)構(gòu)首次在牛視紫紅質(zhì)中通過晶體結(jié)構(gòu)測定（Palczewski et al. 2000）。GPCRs 結(jié)合配體范圍比較廣，從小的有機分子、核苷酸、脂類和多肽類到大分子如蛋白質(zhì)類。但關(guān)于配體結(jié)合的精確位點尚不清楚，配體結(jié)合區(qū)域可能包括跨膜區(qū)域形成的袋裝結(jié)構(gòu)和外部的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。環(huán)的長度和末端部分形成對配體和 G-蛋白的特異功能（Palczewski et al. 2000），具體就是視紫紅質(zhì)的第二個外環(huán)除與配體視黃醇有關(guān)外，與細胞外區(qū)域有更廣泛的聯(lián)系。通過結(jié)合，受體經(jīng)歷了構(gòu)象變化，如 TMs 位置的改變和內(nèi)部環(huán)結(jié)構(gòu)的變化。這些變化導致 G-蛋白受體結(jié)合位點更開放的構(gòu)象，然后 G-蛋白激活引起細胞內(nèi)反應的藕聯(lián)。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]昆蟲外周嗅覺系統(tǒng)信號轉(zhuǎn)導機制研究進展[J]. 杜立嘯,劉楊,王桂榮.  中國科學:生命科學. 2016(05)
[2]棉鈴蟲齒唇姬蜂嗅覺受體基因CchlOrco的克隆及組織表達譜分析[J]. 董鈞鋒,宋月芹,孫九光,閆志寧,孫亞蘭,王琛柱.  昆蟲學報. 2015(06)
[3]丁香酚對赤擬谷盜的生物活性[J]. 韓群鑫,黃壽山.  重慶師范大學學報(自然科學版). 2009(03)
[4]粘蟲Mythimna separata Walker性引誘劑研究初報[J]. 魏志洪,潘法明.  昆蟲學報. 1985(03)

碩士論文
[1]棉鈴蟲引誘物質(zhì)測定與引誘劑配方設計[D]. 徐永偉.河南農(nóng)業(yè)大學 2004



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