植保所在重要天敵昆蟲異色瓢蟲識別揮發物的嗅覺分子機制上取得新進展

發布時間：2022年04月02日 11:04　　瀏覽次數：51

近日，我所蔬菜害蟲研究室在Frontiers in Physiology期刊上發表了題為Binding Affinity Characterization of Four Antennae-Enriched Odorant-Binding Proteins From Harmonia axyridis (Coleoptera: Coccinellidae)的研究論文。論文圍繞重要天敵昆蟲—異色瓢蟲嗅覺系統開展研究，明確了異色瓢蟲識別蚜蟲報警信息素、水楊酸甲酯等揮發物的重要OBPs蛋白，為下一步篩選獲得異色瓢蟲 Harmonia axyridis 的引誘劑或驅避劑提供理論依據，同時為提升異色瓢蟲的應用效果提供支撐。

異色瓢蟲是一種重要的捕食性天敵，對包括蚜蟲、薊馬、介殼蟲在內的多種農林害蟲具有很好的防控效果，被廣泛應用于農業生產中。前期研究表明，異色瓢蟲對多種揮發物有顯著的引誘和驅避活性，包括氣味結合蛋白（OBPs）在內的嗅覺系統在其中發揮重要作用。本研究選擇異色瓢蟲成蟲4個觸角特異高表達氣味結合蛋白基因（OBPs）進行了功能研究，首先利用qRT-PCR檢測了4個OBPs基因在異色瓢蟲不同發育期的表達情況，發現4個OBPs基因在不同發育期表達量存在顯著性差異，其中HaxyOBP15在異色瓢蟲雌、雄成蟲中顯著高表達，推測該基因在異色瓢蟲嗅覺識別中發揮重要作用。對4個OBPs的蛋白進行了表達純化，并利用熒光競爭結合試驗檢測了4個蛋白與40種氣味物質的結合特性，發現在4個OBPs中，HaxyOBP15與氣味物質的結合譜較廣，能與(E)-β-法尼烯、β-紫羅蘭酮、α-紫羅蘭酮、乙酸香葉酯、壬醛、二氫-β-紫羅蘭酮、乙酸芳樟酯7種物質結合；HaxyOBP5可與水楊酸甲酯、β-紫羅蘭酮和對茴香醛3種物質結合；HaxyOBP3和HaxyOBP12對測試化合物結合能力較弱，僅與β-紫羅蘭酮和對茴香醛結合。并且利用同源建模和分子對接對4個OBPs蛋白結合氣味物質的關鍵氨基酸位點進行了預測。

我所渠成博士和中國農業大學博士生楊朝凱為論文共同第一作者，羅晨研究員和中國農業大學楊新玲教授為共同通訊作者。本研究得到國家現代農業產業技術體系（CARS-24-C-03）和 國家重點研發計劃（2017YFD0200400）的資助。

全文鏈接：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fphys.2022.829766/full

圖1 異色瓢蟲4個氣味結合蛋白與氣味物質的競爭結合曲線

圖2 HaxyOBP15與(E)-β-法尼烯、β-紫羅蘭酮等氣味物質的分子對接