嗅觉受体在苜蓿盲蝽趋花行为中的功能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31471778
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    85.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C1403.作物免疫与抗性
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Floral odors play critical roles in preference behavior of insects to flowering plants, and olfactory receptors (ORs) play important roles in chemoreception of these odor compounds. Exploration of the OR's function in chemical communication could help us clear insect olfactory identification mechanism, and provide a new strategy for insect pests management by regulating the behavior of odor perception. In the present work, the functional floral odors of cotton which were involved in preference behavior of alfalfa plant bug Adelphocoris lineolatus to flowering plants were identified from by using the GC-EAD and insect olfactometer. Based on the constructed antennal transcriptome of A. lineolatus early, the OR genes of alfalfa plant bug will be identified by bioinformatics methods and RACE technique. Then,the recombinant OR proteins will be expressed in Xenopus oocytes system, an immunocytochemical localization method will be carried out to locate the proteins position in antennal sensilla. By two-electrode voltage-clamp assays, the binding relationships between different recombinant ORs and selected floral odors will be investigated. In addition, a RNAi experiment will be conducted to silence the expression of key OR genes, and by qRT-PCR method to detect silence effects. Using GC-EAD and "H" tube trials detect the silence of candidate OR genes impacts on electrophysiological and behavioral responses of A. lineolatus to cotton floral odors. Thus, we could clear the functional differentiation of ORs in preference behavior of alfalfa plant bug to flowering plants. In generally, clarifying the function and molecular mechanism of ORs in A. lineolatus olfactory perception and exploring the RNAi regulation of insect chemical senses could provide a theoretical basis for design of insect olfactory behavior control agents by using ORs as a target.
寄主植物花香气味物质在昆虫趋花行为中具有重要作用,昆虫嗅觉受体(ORs)在识别该类信息化合物中发挥重要功能。深入研究活性花香气味物质及ORs在识别该类物质中的功能,不仅有助于阐明植食性昆虫趋花行为的嗅觉机制,还可为通过调控害虫嗅觉识别进行害虫治理提供新策略。本申请以苜蓿盲蝽为研究对象,利用顶空法收集棉花花香气味物质,结合GC-EAD和昆虫嗅觉仪鉴定具有电生理及行为活性花香气味物质。在前期触角转录组测序的基础上,通过生物信息学和RACE技术鉴定OR基因,利用原位杂交技术和免疫组化方法研究OR基因的表达定位。通过爪蟾卵母细胞表达系统结合双电极电压钳研究OR蛋白和花香气味分子的对应识别关系。利用RNAi技术沉默OR基因表达,结合GC-EAD和昆虫嗅觉仪,检测缺失表达OR基因对苜蓿盲蝽识别花香气味及趋花行为的影响。阐明苜蓿盲蝽趋花行为的嗅觉机制,为昆虫嗅觉行为调控提供理论依据。

结项摘要

苜蓿盲蝽偏好寄主植物花香气味主要包括:月桂烯、DMNT、罗勒烯、β-榄香烯、大香叶烯-D芳樟醇和癸醛等,还有一些特殊挥发物如蘑菇醇、5-甲基-3-庚酮、马鞭烯酮、2-庚酮等。这些花香气味能引起苜蓿盲蝽电生理和行为趋向反应。鉴定苜蓿盲蝽气味受体OR基因88个,味觉受体GR基因4个,感觉神经元膜蛋白SNMP基因4个,大多数ORs在苜蓿盲蝽触角中高表达。AlinOR59与co-receptor AlinORco在雌、雄虫触角中均有共表达,且定位在毛型感器下方的感觉神经元中。AlinOR13和AlinOR33在在苜蓿盲蝽触角长毛形感器中特异性表达。重组表达了AlinOR2、AlinOR27、AlinOR28、AlinOR13、AlinOR33和AlinOR59。电压钳记录显示,AlinOR2对4种棉花花香挥发物:月桂酸乙酯、十三烷醇、十二醇以及癸醛具有明显反应,其中对癸醛的反应最灵敏。AlinOR13 和AlinOR33对苜蓿盲蝽的性信息素组分有反应。AlinOR27可与十二醛和十二醇有反应,AlinOR28对3种棉花花香挥发物有反应,其中对水杨酸甲酯反应值最大。AlinOR59结合谱广泛,对丙烯酸丁酯、水杨酸甲酯和4-乙基苯甲醛具有明显的电生理反应。另外,AlinOR59对苜蓿盲蝽性信息组分丁酸乙酯具有显著的电生理反应。综上,AlinOR2、AlinOR27、AlinOR28、和AlinOR59可在苜蓿盲蝽搜寻定位花期寄主棉花过程中发挥重要感受功能,参与苜蓿盲蝽趋花和转移为害行为。而AlinOR13、AlinOR33和AlinOR59也涉及苜蓿盲蝽性信息素识别,可在雄虫寻找雌虫过程中发挥重要功能。RNA干扰AlinOR2和AlinOR33的结果表明,靶标基因被抑制85%以上,注射dsRNA的苜蓿盲蝽分别对癸醛和性信息素组分反丁酸反-2-己烯酯的EAG反应下降50%以上,而且趋向行为显著受影响,表明靶标嗅觉受体在调控苜蓿盲蝽趋花行为和性信息素识别过程发挥双重作用。.在Insect Molecular Biology, Journal of Chemical Ecology和 Journal of Insect Physiology等学术发表SCI论文21篇,中文核心期刊论文6篇,授权专利1项。

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
绿盲蝽气味结合蛋白AlucOBP8的结合特性分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国生物防治学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘航玮;周延乐;张永军;郭予元
  • 通讯作者:
    郭予元
Characterization of antennal chemosensilla and associated odorant binding as well as chemosensory proteins in the parasitoid wasp Microplitis mediator (Hymenoptera: Braconidae).
寄生蜂 Microplitis mediator(膜翅目:茧蜂科)触角化学感受器和相关气味结合以及化学感受蛋白的表征
  • DOI:
    10.1038/s41598-018-25996-3
  • 发表时间:
    2018-05-16
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Wang SN;Shan S;Liu JT;Li RJ;Lu ZY;Dhiloo KH;Khashaveh A;Zhang YJ
  • 通讯作者:
    Zhang YJ
Molecular Characterization and Expression Profiling of Odorant-Binding Proteins in Apolygus lucorum.
光蝽气味结合蛋白的分子特征和表达谱
  • DOI:
    10.1371/journal.pone.0140562
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    PloS one
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Yuan HB;Ding YX;Gu SH;Sun L;Zhu XQ;Liu HW;Dhiloo KH;Zhang YJ;Guo YY
  • 通讯作者:
    Guo YY
Key site residues of pheromone-binding protein 1 involved in interacting with sex pheromone components of Helicoverpa armigera.
信息素结合蛋白1的关键位点残基参与与棉铃虫性信息素成分的相互作用
  • DOI:
    10.1038/s41598-017-17050-5
  • 发表时间:
    2017-12-04
  • 期刊:
    Scientific reports
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Dong K;Duan HX;Liu JT;Sun L;Gu SH;Yang RN;Dhiloo KH;Gao XW;Zhang YJ;Guo YY
  • 通讯作者:
    Guo YY
学习经验处理的绿盲蝽对抗感棉花品种选择研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    应用昆虫学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹扬;吴敌;耿亭;栗爱丽;张永军;郭予元
  • 通讯作者:
    郭予元

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其他文献

慢病毒介导稳定表达MCM7、CDC6细胞株的建立
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    刘欣怡
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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    --
  • 作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张永军;于瑞丽;赵国祥
  • 通讯作者:
    赵国祥

其他文献

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  • 批准号:
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  • 项目类别:
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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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