植保所在農林害蟲茶翅蝽化學通訊分子機制上取得新進展

發布時間：2022年03月21日 13:56　　瀏覽次數：88

近日，植物保護研究所王山寧青年課題組，在International Journal of Biological Macromolecules（Q1, IF=6.95）上發表了題為“Expressional and functional comparisons of five clustered odorant binding proteins in the brown marmorated stink bugHalyomorpha halys”的研究論文。

茶翅蝽 Halyomorpha halys 是近年來發生危害比較嚴重的一類農林害蟲，寄主范圍廣泛,果樹、蔬菜、農作物、花卉和林木均可受害。該蟲通過感受環境中不同類型的信息化合物來尋找配偶以及適宜寄主。氣味結合蛋白（OBPs）在昆蟲識別信息化合物的最初階段發揮重要作用。茶翅蝽基因組中共鑒定48個OBPs，多數基因以基因簇的形式分布在基因組中，為明確OBP基因簇在茶翅蝽化學通訊中的功能，研究人員比較分析了該蟲基因組中5個成簇排列OBPs的表達和功能特征。組織表達譜分析表明，OBP基因簇成員在茶翅蝽觸角中高表達，表明它們可能參與該蟲化學感受過程；此外，不同OBP基因簇成員在若蟲和成蟲觸角中具有不同的表達水平，暗示該基因簇成員受到獨立的表達調控。配體結合試驗表明，5種OBP蛋白具有相似的配體結合特異性，均對茶翅蝽報警信息素（(E)-2-癸烯醛）、斯氏珀蝽聚集信息素（(2E,4E,6Z)-2,4,6-癸三烯酸甲酯）和植物揮發物（如苯甲酸-3-己烯酯和β-紫羅蘭酮等）表現出強的結合能力，表明該OBP基因簇可能介導茶翅蝽對報警信息素和寄主相關揮發物的識別。有趣的是，茶翅蝽報警信息素類似物(E)-2-十二烯醛與5種OBP蛋白的結合能力最強，并對茶翅蝽表現出報警信息素活性，是一種潛在的生物活性物質，但田間應用該化合物調控茶翅蝽嗅覺行為需要進一步的研究來證實。研究結果為闡明茶翅蝽的化學通信機制奠定了基礎，也為利用OBPs作為靶標發現新的嗅覺調控劑以控制茶翅蝽提供了機會。

植物保護研究所王澤華助理研究員和楊帆助理研究員為該論文共同第一作者，王山寧助理研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金青年項目（31801740），市科委項目（Z201100008020014）和北京市農林科學院林果協同創新中心項目（KJCX201910）資助。

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https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.03.084