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苜蓿盲蝽化学感受蛋白Alin-CSP6的气味结合特性
  • ISSN号:0578-1752
  • 期刊名称:中国农业科学
  • 时间:2011
  • 页码:2926-2934
  • 分类:S433.3[农业科学—农业昆虫与害虫防治;农业科学—植物保护]
  • 作者机构:[1]东北农业大学生命科学院,哈尔滨150030, [2]中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室,北京100193
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(31071694)、国家科技支撑计划项目(2008BADA5805)、国家公益件行业(农业)科研专项(200803011)
  • 相关项目:苜蓿盲蝽气味结合蛋白基因鉴定及分子识别功能
中文摘要:

【目的】利用昆虫的嗅觉识别机制,以化学感受蛋白作为潜在的靶标,干扰昆虫的寄主定位及交配等行为,用于害虫综合治理。【方法】克隆并纯化了1个新的苜蓿盲蝽化学感受蛋白A1in—CSP6,进行了113种气味化合物对A1in-CSP6的荧光竞争性结合试验,将荧光竞争结合试验筛选出强结合力的气味标样采用“Y”型嗅觉仪验证行为反应,并采用同源建模的方法构建A1in—CSP6的3D结构。【结果】Alin—CSP6具有较广谱的结合力,能够与醇、醛、酮、酯、萜、芳香族等多种化合物结合并表现较强的结合能力。其中,β-香茅醇(β-citronell01)、反式-2-己烯醛(trans-2-hexenealdehyde)、6-甲基-5-庚烯-2-酮(6-methyl-5-heptene-2~ketone)、2-十-烷酮(2-undecanone)、乙酰丙酸丁酯(buryllevulinate)、月桂烯(myrcene)、左旋-β-蒎烯((1s)-(-)-β-pinene)、壬烷(nonane)、3,4-二甲基苯甲醛(3,4-dimethylbenzaldehyde)、乙醚(ethylether)、罗勒烯(OCimene)、苯乙酮(acetophenone)、苯甲醛(benzaldehyde)与Alin-CSP6有很强的结合力。“Y”型管试验结果发现,反式-2-己烯醛和苯乙酮对苜蓿盲蝽成虫表现出极显著的引诱作用,而6-甲基~5-庚烯-2-酮、左旋-β-蒎烯和4-乙基苯甲醛(4-ethylbenzaldehyde)则对苜蓿盲蝽成虫具有极显著的拒避效果。Alin—CSP6的3D结构显示该蛋白主要由6个α螺旋构成,分别是13-18(α1)、20-32(α2)、39—52(α3)、59-76(α4)、78-88(α5)和94~102(α6)。Cys29-Cys36和Cys55-Cys58两个二硫键起着稳定蛋白结构的作用。推测alin—CSP6的11e74和Phe81基团能够参与结合油酸酰胺或其类似物。【结论】alin-CSP6具有较广泛的气味结合谱,在苜蓿盲蝽嗅觉过程中具有重要作用。

英文摘要:

[Objective] The objective of this study is to use the mechanism of insect olfactory recognition, making CSPs as potential targets, and interfering with the insect host location and mating behavior for integrate pest management (IPM). [Method] In the present study, a novel chemosensory protein Alin-CSP6 in lucerne plant bug Adelphocoris lineolatus (Goeze) was cloned and the recombinant protein was obtained. The binding characteristics of Alin-CSP6 with 113 volatile odors was explored by a fluorescent competitive binding experiment. [Result] Alin-CSP6 has a wide binding spectrum with odorant ligands, which can bind to alcohols, aldehydes, ketones, easters, aromatic and so on. The β-citronellol, trans -2 - hexene aldehyde, 6-methyl-5-heptene-2- ketone, 2-undecanone, butyl levulinate, myrcene, (1s)-(-)-β-pinene, nonane, 3,4 - dimethyl benzaldehyde, ethyl ether, ocimene, acetophenone and benzaldehyde have high binding affinities with Alin-CSP6. In order to verify the behavioral influence of the odors on A. lineolatus, Y-tube olfactometer tests were conducted to observe the response of the adult to odorants which exhibited high binding abilities to Alin-CSP6. It was found that trans-2-hexene aldehyde and acetophenone showed strong attraction to lucerne plant bug, whereas 6-methyl-5-heptene-2-ketone, (1s)-(-)-β-pinene and 4-ethylbenzaldehyde displaied strong repellent action. By homologous modeling analysis the 3D structure was predicted, and it was found that Alin-CSP6 is consists of six a-helices located between residues 13-18(α1), 20-32(α2), 39-52(α3), 59-76(α4), 78-88(α5) and 94-102(α6), two pairs of disulfide bridges Cys29-Cys3 and Cys55-Cys58 play an important role in holding the structural stability of the protein. It is speculated that lle7 and Phe81 may participate in binding to oleic acid amide analogues. [Conclusion] Alin-CSP6 has a wide binding spectrum with odorant ligands which play an important role in olfaction ofA. lineolatus.

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期刊信息
  • 《中国农业科学》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国农业部
  • 主办单位:中国农业科学院 中国农学会
  • 主编:万建民
  • 地址:北京中关村南大街12号中国农业科学院图书馆楼4101-4103室
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zgnykx@caas.cn
  • 电话:010-82109808 82106279
  • 国际标准刊号:ISSN:0578-1752
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1328/S
  • 邮发代号:2-138
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双高”期刊,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,波兰哥白尼索引,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国食品科技文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:85620