不同地理种群小菜蛾差异感受性诱剂的PBPs蛋白比较研究

Sexual attractant plays an important role in the prevention and treatment of the Plutella xylostella. But there is a significant geographical population differences of responses to sexual attractant from different geographical populations of Plutella xylostella, leading to sexual attractant are difficult to achieve promotion in nationwide. In order to explore the molecular mechanism of different responses among different populations of Plutella xylostella to sexual attractant and develop effective attractant, research will be carried out. first, sexual attractant Combined with different PBPs from geographical population of Plutella xylostella will be identified by surface plasmon resonance technology (surface plasmon resonance, SPR);on this basis, The key amino acid of binding complex between PBPs with sexual attractant was predicted by computer simulation technology; The key amino acid of Plutella xylostella PBPs were mutated by use of mutation technique; The Key amino acid is determined by comparing the binding intensity between mutant PBPs and normal PBPs with sexual attractant by fluorescence quenching experiments.Through this project research, the key amino acid sites in different PBPs can initially be determined and the molecular mechanism of different responses among different populations of Plutella xylostella to sexual attractant will be revealed. And the result of this project research will provides important target for designing efficient attractant for the Plutella xylostella.

性诱剂在小菜蛾防治中起到重要作用，但不同地区小菜蛾对性诱剂感受存在明显种群间差异，使小菜蛾性诱剂很难实现大范围推广。为探索小菜蛾差异感受性诱剂的分子机制，本项目首先采用表面等离子共振技术（surface plasmon resonance，SPR）确定与不同地区小菜蛾PBPs结合的性信息素分子；采用计算机模拟技术预测不同地区小菜蛾PBPs与性信息素分子结合的关键氨基酸；利用定点突变技术对关键氨基酸进行突变获得突变后的PBPs；利用荧光猝灭结合实验测定突变前后PBPs与性信息素分子的结合强度差异，验证确定关键氨基酸。通过本项目的系统研究，能初步确定不同地区小菜蛾PBPs与性信息素分子结合的关键氨基酸位点差异，进而揭示不同地区小菜蛾雄蛾差异感受同种性诱剂的分子机制，为开发设计高效性诱剂提供重要靶点。

不同区域的小菜蛾对同种性信息素的感受表现出明显的地域性差异。为阐明其分子机制，本项目以广东、海南、福建、浙江、湖南、云南、河北等七个省区的小菜蛾雄蛾为材料，以性信息素结合蛋白PxylPBP1，PxylPBP2和PxylPBP3为研究靶标，对各地区PBPs的突变及其与性信息素分子的结合能力进行了详细分析。结果表明：（1）以BAG71422 (PxylPBP1)、AGH13203 (PxylPBP2)及 ACI28451 (PxylPBP3)为参考序列进行了序列突变模式分析，在PxylPBP1、PxylPBP2和PxylPBP3中分别检测到3、6、32种突变模式，且各突变模式在不同地区的分布频率不同。（2）荧光猝灭结合实验及计算机模拟对接分析表明，性信息素分子与参考蛋白PxylPBP3的三种典型突变体PxylPBP3A、PxylPBP3B及PxylPBP3C的结合能力明显高于性信息素与参考蛋白的结合能力；（3）通过单个氨基酸与配体的相互作用能预测得到PxylPBP3、PxylPBP3A、PxylPBP3B及PxylPBP3C中的关键氨基酸，进一步对关键氨基酸进行定点突变，并对突变前后蛋白与性信息素的结合能力进行比较。结果表明，ASP70、GLU105、ARG117等是PBP3蛋白的关键氨基酸。ASP70、LYS74、GLU105等3个氨基酸是PBP3A蛋白的关键氨基酸；GLY73、 LEU75、GLU105、VAL121等4个氨基酸是PBP3B蛋白的关键氨基酸。ASP70、ASP114、ARG117、ALA118等4个氨基酸是PBP3C蛋白的关键氨基酸。（4）小菜蛾PxylPBP1，PxylPBP2和PxylPBP3的信号肽区域存在多态性。信号肽“H区”亲水性的改变可能引起蛋白分泌性速率的变化进而引起对性信息素分子的嗅觉感受差异。项目研究结果表明，小菜蛾PBPs信号肽及成熟肽的多态性是不同地区小菜蛾对性诱剂差异感受的主要原因之一。