绿盲蝽性信息结合蛋白PBPs的功能分化及RNAi研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31272048
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1403.作物免疫与抗性
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Insect pheromone binding proteins (Pheromone binding proteins, PBPs) are a class of olfactory protein expressed in the pheromone-specific sensilla trichodea of antennae, and play important roles in pheromone chemoreception and finding mates behavior. Exploration of the PBP's function in pheromone communication could help us clear insect olfactory identification mechanism, and provide a new strategy for insect pests management by sex pheromone communication behavior regulation. Based on the constructed antennal cDNA library of Apolygus lucorum early, antennal-specific expressed PBP genes of A. lucorum will be identified by bioinformatics methods and real-time quantitative PCR technique. And also, an in situ hybridization technique will be conducted to observe the location of PBP genes in antennal sensilla at mRNA levels. After obtain recombinant PBPs and specific antibodies, an immunocytochemical localization method will be carried out to locate the proteins position in antennal sensilla. By fluorescence binding assays, two-phase binding assays and SPR technologies, the relationships between different recombinant PBPs and sexual pheromones molecules will be investigated. Thus, we could clear the functional differentiation of PBPs in A. lucorum. A RNAi experiment will be conducted to silence PBP genes expression, and by qRT-PCR method to detect silence effects. Using GC-EAD and "Y" tube trials detect the silence of PBP genes impacts on electrophysiological and behavioral responses of A. lucorum to sex pheromones. In generally, clarifying the function and molecular mechanism of PBPs in insect olfactory perception and exploring the RNAi regulation of insect pheromone reception could provide a theoretical basis for selection and design of target insect olfactory behavior control agents.
昆虫性信息素结合蛋白(PBPs)在昆虫感受性信息素及寻找配偶中发挥重要作用。深入解析PBPs在性信息素通讯中的功能不仅有助于阐明昆虫嗅觉识别机制,还可为通过调控害虫信息素通讯行为进行害虫治理提供新策略。本申请以绿盲蝽为研究对象,在前期构建触角cDNA文库的基础上,通过生物信息学和荧光定量PCR方法鉴定PBP基因,利用原位杂交技术在mRNA水平研究PBP基因的表达定位。表达重组PBP蛋白,采用免疫组化手段在蛋白水平对PBPs进行免疫定位。通过荧光结合实验、双相结合实验和表面等离子共振分析研究PBP蛋白和性信息素分子的对应识别关系。利用RNAi技术沉默PBPs基因表达,通过qRT-PCR检测沉默效果,结合GC-EAD和昆虫嗅觉仪检测缺失表达PBPs基因对绿盲蝽感受性信息素的电生理及交配行为的影响。阐明绿盲蝽PBPs的功能分化,为RNAi靶向调控昆虫信息素感知及设计昆虫嗅觉行为调控剂提供依据。

结项摘要

采用转录组测序技术对绿盲蝽触角高通量测序,共计获得38个完整OBP序列全长,基本覆盖了绿盲蝽全部气味结合蛋白基因。在38个鉴定的OBPs中,17个OBPs在雌雄触角表达水平显著高于其他组织,其中有7个在雄性触角表达水平显著高于雌性触角,有7个在雌性触角表达水平显著高于雄性触角;有3个OBPs在口器表达水平显著高于其他组织;有7个OBPs在头部表达水平显著高于其他组织;有5个OBPs在足部表达水平显著高于其他组织;有1个OBPs在腹部表达水平显著高于其他组织;有1个OBPs在翅部表达水平显著高于其他组织。筛选AlucOBP7,AlucOBP8,AlucOBP11,AlucOBP13,AlucOBP17,AlucOBP29,AlucOBP36作为潜在的PBPs。竞争结合试验结果表明:AlucOBP7能够结合盲蝽类性信息素类似物4-氧代-反-2-己烯醛及植物挥发物2-己酮和水杨酸甲酯,AlucOBP8只结合植物挥发物葎草烯和十二醛,AlucOBP5、AlucOBP13结合花香气味β-紫罗酮,AlucOBP14、AlucOBP17、AlucOBP22能够结合盲蝽类性信息素类似物丁酸辛酯、己酸己酯和棉花挥发物十二醛、β-紫罗酮,AlucOBP36、AlucOBP37、AlucOBP38结合棉花次生代谢物质单宁及棉酚等。鉴定AlucOBP7、AlucOBP14、AlucOBP17、AlucOBP22为绿盲蝽PBPs。RNA干扰AlucOBPs和非典型气味受体ORco结果表明,注射siRNA 的绿盲蝽对性信息素组分反-2-己烯醛和丁酸反-2-己烯酯的EAG反应显著下降。室内大量行为学观察发现,绿盲蝽只有在寄主植物挥发物的大背景下及取食寄主植物的前提条件下,人工合成性信息素对绿盲蝽雄虫才具有吸引效果。这一发现与本研究绿盲蝽性信息素结合蛋白同时行使结合植物挥发物功能提供了行为学证据。室内测定了绿盲蝽对66种气味化合物触角电位(EAG)反应,发现与候选PBPs结合较强的2种棉花挥发物和4种盲蝽科性信息素都能引起很强的EAG反应。这些功能化合物可以作为绿盲蝽嗅觉调控剂备选组分应用到田间绿盲蝽趋性行为控制策略中。. 项目在BMC Genomics, Journal of Chemical Ecology等期刊发表SCI源论文23篇,中文核心期刊论文6篇,授权发明专利2项。

项目成果

期刊论文数量(29)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
RNAi-Induced Electrophysiological and BehavioralChanges Reveal Two PBPs of Helicoverpaarmigera Involved in the Perception of Main Sex Pheromone ComponentZ11-16:Ald
RNAi 诱导的电生理和行为变化揭示了 Helicoverpaarmigera 的两个 PBP 参与主要性信息素成分 Z11-16:Ald 的感知
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Journal of Chemical Ecology
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Khalid Hussain Dhiloo;Xi-Wu Gao;Yu-Yuan Guo;Yongjun Zhang
  • 通讯作者:
    Yongjun Zhang
Identification and characterization of (E)-b-caryophyllene synthase and a/b -pinene synthase potentially involved in constitutive and herbivore-induced terpene formation in cotton
可能参与棉花组成型和食草动物诱导萜烯形成的 (E)-b-石竹烯合酶和 a/b-蒎烯合酶的鉴定和表征
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Plant Physiology and Biochemistry
  • 影响因子:
    6.5
  • 作者:
    Jun-Xiang Wu;Juan Wu;Yu-Yuan Guo;Yong-Jun Zhang
  • 通讯作者:
    Yong-Jun Zhang
Odorant-binding and chemosensory proteins identified in the antennal transcriptome of Adelphocoris suturalis Jakovlev
在 Adelphocoris suturalis Jakovlev 的触角转录组中鉴定出气味结合和化学感应蛋白
  • DOI:
    10.1016/j.cbd.2016.03.001
  • 发表时间:
    2017-12-01
  • 期刊:
    COMPARATIVE BIOCHEMISTRY AND PHYSIOLOGY D-GENOMICS & PROTEOMICS
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Cui, Huan-Huan;Gu, Shao-Hua;Zhang, Yong-Jun
  • 通讯作者:
    Zhang, Yong-Jun
棉花品种抗绿盲蝽特性的田间光谱诊断
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    应用昆虫学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵秋剑, 曹扬, 周延乐, 李长友;张永军;郭予元
  • 通讯作者:
    郭予元
Identification and expression profiling of odorant binding proteins and chemosensory proteins between two wingless morphs and winged morth of the cotton aphid Aphis gossypii Glover
棉蚜 Aphis gossypii Glover 两种无翅型和有翅型的气味结合蛋白和化学感应蛋白的鉴定和表达谱
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    PLos One
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Linda M. Field;John A. Pickett;Yong-Jun Zhang;Jing-Jiang Zhou
  • 通讯作者:
    Jing-Jiang Zhou

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其他文献

气味结合蛋白MmedOBP19在中红侧沟茧蜂足部的表达及配体结合特征
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    郭予元
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    郭予元
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    光通信技术
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    --
  • 作者:
    刘康建;顾畹仪;黄善国;谭政;张永军
  • 通讯作者:
    张永军
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  • DOI:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张运海
慢病毒介导稳定表达MCM7、CDC6细胞株的建立
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    生物技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张永军;李静静;郑典鹏;李金龙
  • 通讯作者:
    李金龙

其他文献

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相似国自然基金

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  • 批准号:
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  • 批准年份:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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