气味结合蛋白在茶翅蝽越冬聚集行为中的功能研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31801740
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    23.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1402.农业昆虫学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The brown-marmorated stink bug, Halyomorpha halys (Stål), has obvious overwintering aggregation behavior. It is reported that aggregation related semiochemicals can mediate insect overwintering aggregation behavior, and odorant binding proteins (OBPs) play important roles in perception of these compounds. In the present work, the body volatiles will be collected from overwintering adults of H. halys using solid phase microextraction. Semiochemicals in body volatiles can evoke electrophysiological and aggregation behavioral responses from overwintering adults of H. halys will be identified by coupled GC-MS, GC-EAD and insect olfactometer. Based on the OBP genes identified from H. halys genome, antennal-specific and differentially expressed OBP genes in H. halys before and after overwintering aggregation will be identified by RT-PCR and real-time quantitative PCR technique. By recombinant protein expression and fluorescence binding assays, the relationships between OBPs and aggregation related semiochemicals will be investigated. The effect of specifically knocked out the OBP genes in perception of semiochemicals and overwintering aggregation behavior will be further studied using the CRISPR-Cas9 system. Accomplishment of this project will enhance our knowledge of the physiological roles of OBPs in H. halys overwintering aggregation behavior, and the chemosensory molecular mechanisms of overwintering aggregation in H. halys, which can provide a theory base for designing new lures to regulate the overwintering aggregation behavior of H. halys.
茶翅蝽具有明显的越冬聚集行为。前期研究表明,聚集相关信息化合物能够介导昆虫越冬聚集行为,气味结合蛋白(OBPs)在识别此类化合物中发挥重要功能。本申请以茶翅蝽为研究对象,通过固相微萃取收集越冬成虫的虫体挥发物,结合GC-MS、GC-EAD和昆虫嗅觉仪鉴定对越冬成虫具有电生理及行为活性的聚集相关信息化合物。在茶翅蝽基因组鉴定的OBPs基础上,利用RT-PCR和荧光定量PCR技术筛选越冬成虫触角特异且聚集前后差异表达的候选OBP基因。采用重组蛋白表达和荧光竞争结合试验,解析候选OBP蛋白与聚集相关信息化合物的对应识别关系。利用CRISPR-Cas9系统敲除靶标OBP基因,评价缺失靶标OBPs对茶翅蝽识别信息化合物及越冬聚集行为的影响。本研究有助于明确气味结合蛋白在茶翅蝽越冬聚集中的生理功能,阐明该虫越冬聚集化学通讯分子机制,为开发新型引诱剂调控茶翅蝽越冬聚集行为提供理论依据。

结项摘要

茶翅蝽越冬成虫体表挥发物包括:十三烷、十二烷、十一烷、反-2-葵烯醛、反-2-辛烯醛、4-氧代-反-2-己烯醛、反-2-己烯醛和乙酸-反-2-癸烯酯,其中反-2-葵烯醛能够引起茶翅蝽越冬成虫强烈的电生理及趋避行为活性,未发现具有聚集行为活性的组分。共鉴定茶翅蝽越冬成虫气味结合蛋白OBP基因41个,化感受蛋白CSP基因17个,大多数OBPs在触角中高表达,仅少数CSP在触角中高表达。重组表达HhalOBP14、HhalOBP15、HhalOBP16、HhalOBP20、HhalOBP25和HhalCSP15,荧光竞争结合实验显示,HhalOBP蛋白能与虫体挥发物反-2-辛烯醛、反-2-葵烯醛及其类似物结合,此外与寄主相关挥发物如苯甲酸-3-己烯酯同样具有结合能力;HhalCSP蛋白可有效结合寄主相关挥发物组分,但与虫体挥发物不结合。建立了茶翅蝽CRISPR/Cas9基因编辑方法,成功敲除HhalOBP25基因。综上,茶翅蝽越冬成虫中未发现聚集信息素,气味结合蛋白可能介导报警信息素及寄主相关挥发物的识别;已建立的茶翅蝽基因编辑方法,为茶翅蝽行为靶向调控奠定了重要工作基础。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Expression Profiles and Functional Characterization of Chemosensory Protein 15 (HhalCSP15) in the Brown Marmorated Stink Bug Halyomorpha halys.
棕纹臭蝽 Halyomorpha halys 化学感应蛋白 15 (HhalCSP15) 的表达谱和功能特征
  • DOI:
    10.3389/fphys.2021.721247
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in physiology
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Wang Z;Yang F;Sun A;Shan S;Zhang Y;Wang S
  • 通讯作者:
    Wang S

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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:
    10.16380/j.kcxb.2017.06.001
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    昆虫学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨叶青;王山宁;彭勇;单双;郑瑶;李瑞军;张永军;郭予元
  • 通讯作者:
    郭予元

其他文献

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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

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          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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