杨树云斑天牛寄主定位信息化学物质及其分子感受机制的研究

云斑天牛的危害，对我国杨树安全生产构成极大威胁。在揭示云斑天牛与寄主植物化学联系行为及其嗅觉感受机制的基础上，开发并利用植物引诱剂防治云斑天牛是一条新途径。本项目以云斑天牛与补充营养寄主野蔷薇和产卵寄主杨树的化学生态适应为切入点，利用触角电位仪、嗅觉仪、风洞等手段，分离鉴定出对云斑天牛成虫具有电生理及行为活性的化合物，明确信息化学物质对云斑天牛行为调节与其发育及生理之间的关系；克隆云斑天牛触角气味结合蛋白（OBPs）基因，分析OBPs基因表达与天牛行为选择的相关性以及OBPs与天牛信息化学物质结合特性，阐明OBPs在云斑天牛嗅觉感受及寄主定位行为中的功能。本研究结果对于揭示云斑天牛与寄主植物化学联系行为的生态学机制、探索针对OBPs设计和开发更为高效的化学通讯调控技术，进而实现云斑天牛的可持续治理提供重要的理论基础和技术支持；同时也为揭示这一类昆虫的寄主定位及嗅觉感受机制提供重要参考。

利用触角点位仪（EAG）和Y-型嗅觉仪测定了云斑天牛成虫对寄主挥发性化合物的反应，筛选了8种电生理活性较高的化合物，分别是顺-3-己烯醇、顺-2-戊烯醇、3-戊醇、3-蒈烯、己醛、反-2-己烯醛、反-2-己烯醇和1-戊烯-3-醇，且云斑天牛成虫对这8种化合物的EAG反应值绝大多数与浓度呈正相关；行为测定的结果表明，雄虫对顺-3-己烯醇以及反-2-己烯醇有明显趋性，雌虫对顺-3-己烯醇和3-戊醇有显著趋性，3-蒈烯和1-戊烯-3-醇对两性成虫均有趋避作用。研究结果还表明，云斑天牛对气味物质的EAG反应与其日龄、性别相关，但交配与否对云斑天牛雌虫EAG反应无明显影响。. 用CreatorTM SMARTTM cDNA library construction kit成功构建了0.3-0.6kb和0.6-1kb两个特定片段大小的云斑天牛触角的全长cDNA文库；得到了4个OBP基因，3个CSP基因，4个Minus-OBP基因。利用RT-PCR和Real Time-PCR技术对云斑天牛主要OBPs基因和CSPs基因在云斑天牛成虫的不同组织及羽化后各个发育阶段的转录表达谱进行了研究。基于云斑天牛成虫期RT-PCR的表达谱分析发现，3个OBP基因、3个CSP基因和4个Minus-OBP在头部（去除触角）均不表达，而在触角、下颚须、下唇须、翅、足、腹部均有表达。Q-PCR结果显示 OBPs基因的表达量与云斑天牛的性别、日龄及交配与否相关。. 构建了云斑天牛OBPs基因的原核表达质粒，分离纯化得到体外重组的OBPs蛋白，并利用N-苯基-1-萘胺(N-pheny-l1-naphthylamine, 1-NPN)作为荧光探针研究了OBPs蛋白与气味标样的结合特性，结果表明OBPs蛋白可与不同的气味化合物结合，但不同的OBPs结合特性不同。据此推测OBPs能够选择性地结合某些寄主挥发物并参与云斑天牛识别气味过程。