發(fā)布時(shí)間：2018-04-19 10:23

  本文選題：麥蛾 + 二烯丙基三硫醚��； 參考：《華中農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：麥蛾Sitotroga cerealella Olivier是一種世界性儲(chǔ)糧害蟲,在小麥和水稻儲(chǔ)存中發(fā)生尤為嚴(yán)重。在我國(guó)某些地區(qū),僅麥蛾所造成的儲(chǔ)糧損失可占總損失量的40%以上。目前,化學(xué)防治仍是防治儲(chǔ)糧害蟲的主要有效手段,但麥蛾以幼蟲鉆蛀為害的特性使其不能直接接觸化學(xué)農(nóng)藥,大大降低了防治效率,而且化學(xué)防治還存在著害蟲抗性提高和化學(xué)殘留等問題,因此尋求一種安全有效的環(huán)境友好型的綠色谷物保護(hù)劑已迫在眉睫。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)大蒜精油及其兩種主要活性成分(二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚)能顯著降低麥蛾的產(chǎn)卵量,但對(duì)于大蒜精油及其活性物質(zhì)抑制麥蛾產(chǎn)卵的作用機(jī)制至今尚未明確。另外,本課題組其他研究人員發(fā)現(xiàn),大蒜精油活性物質(zhì)可顯著降低麥蛾的交配率和交配頻率,由此我們推測(cè)大蒜精油活性物質(zhì)可能是通過干擾麥蛾的交配行為,從而抑制雌蛾的產(chǎn)卵量。根據(jù)昆蟲氣味識(shí)別機(jī)制,我們進(jìn)一步推測(cè)麥蛾觸角中的氣味結(jié)合蛋白在大蒜精油活性物質(zhì)對(duì)麥蛾的交配干擾行為反應(yīng)中起著重要的作用。因此,本研究主要從昆蟲的氣味識(shí)別機(jī)制來闡明大蒜精油活性物質(zhì)干擾麥蛾交配的作用靶標(biāo)和分子機(jī)制。結(jié)果如下:1.大蒜精油活性物質(zhì)對(duì)麥蛾嗅覺行為的影響利用Y型嗅覺儀監(jiān)測(cè)了大蒜精油活性物質(zhì)對(duì)麥蛾嗅覺行為反應(yīng)的影響,研究結(jié)果表明:10μL劑量的二烯丙基三硫醚對(duì)麥蛾雌蟲(RI=0.08;P0.05)和雄蟲(RI=0.03;P0.05)均無顯著的行為影響;10μL劑量的人工合成雌蟲性信息素(順7,反11-十六碳雙烯-1-醇乙酸酯)對(duì)雄蟲具有極顯著的誘集效果(RI=-0.49;P0.001),對(duì)雌蟲具有極顯著的驅(qū)避活性(RI=0.64;P0.000001);但當(dāng)相同劑量的人工合成雌蟲性信息素與二烯丙基三硫醚同時(shí)存在時(shí),人工合成雌蟲性信息素對(duì)雄蟲沒有了顯著的引誘活性(RI=-0.10;P0.05),對(duì)雌蟲的驅(qū)避率也顯著地降低了(RI=0.31;P0.05)。另外,麥蛾對(duì)二烯丙基二硫醚的嗅覺行為反應(yīng)與二烯丙基三硫醚一致。這可能是由于大蒜精油活性物質(zhì)干擾了麥蛾對(duì)人工合成雌性信息素的感知能力。2.麥蛾觸角感器的超微結(jié)構(gòu)觀察采用掃描電鏡和透射電鏡,研究了麥蛾雌雄成蟲觸角感器的超微結(jié)構(gòu)。結(jié)果發(fā)現(xiàn):在麥蛾觸角中共有7種類型的感受器,即毛形感器、錐形感器、腔錐形感器、栓錐形感器、耳形感器、鱗形感器和b?hm氏鬃毛,其中雄蟲的長(zhǎng)毛形感器顯著多于雌蟲。根據(jù)昆蟲觸角感器的形態(tài)、構(gòu)造、分布和數(shù)量,并結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn),作者分析并討論了這些感器的功能。其研究?jī)?nèi)容將有利于我們更深入地了解麥蛾雌雄蟲間化學(xué)信息交流機(jī)制,為進(jìn)一步探索麥蛾的嗅覺行為提供理論依據(jù)。3.麥蛾氣味結(jié)合蛋白基因的克隆和表達(dá)模式分析通過rt-pcr和race技術(shù)首次獲得了麥蛾3個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因的全長(zhǎng):scergobp1(登錄號(hào):kf513152),scergobp2(登錄號(hào):kf513150)和scerpbp(登錄號(hào):kf513151)。通過序列分析和qrt-pcr檢測(cè)發(fā)現(xiàn)這3個(gè)基因都具有氣味結(jié)合蛋白的典型特征:分子量較小,低等電點(diǎn),親水性,n端具有信號(hào)肽,具有6個(gè)保守的半胱氨酸殘基,并且只在觸角中特異性表達(dá)。其中,scergobp1和scergobp2在雌雄中表達(dá)量相當(dāng)(p0.05);而scerpbp在雄蟲中的表達(dá)量顯著高于雌蟲(p0.05)。另外,雄蟲觸角中scerpbp的表達(dá)豐度明顯高于scergobp1和scergobp2。本研究結(jié)果為麥蛾氣味結(jié)合蛋白結(jié)構(gòu)和功能研究奠定了基礎(chǔ)。4.麥蛾氣味結(jié)合蛋白的表達(dá)純化和結(jié)合特性分析通過原核表達(dá)和親和層析純化體外獲得大量麥蛾氣味結(jié)合蛋白,利用熒光競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)來研究大蒜精油活性物質(zhì)/麥蛾性信息素與scerobps之間的結(jié)合能力。結(jié)果表明二烯丙基三硫醚與scerpbp之間有很強(qiáng)的結(jié)合能力,甚至比性信息素與該蛋白之間的結(jié)合能力還要強(qiáng);但二烯丙基三硫醚與scergobp1和scergobp2的結(jié)合能力很弱。同時(shí),二烯丙基二硫醚與scerobps之間的結(jié)合特性亦表現(xiàn)出與二烯丙基三硫醚相似的結(jié)果,但是其結(jié)合能力較弱于二烯丙基三硫醚。以上研究結(jié)果表明大蒜精油活性物質(zhì)可能是通過與性信息素競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合scerpbp,減少了雄蟲觸角中的scerpbp與雌蟲釋放出的性信息素的結(jié)合機(jī)會(huì),從而最終干擾了麥蛾的交配行為。5.麥蛾信息素結(jié)合蛋白的同源模建及分子對(duì)接通過同源模建方法構(gòu)建scerpbp的三維結(jié)構(gòu),并利用分子對(duì)接技術(shù)模擬大蒜精油活性物質(zhì)/麥蛾性信息素與Scer PBP之間的相互作用方式。ScerPBP的三維模型含有6個(gè)α-螺旋結(jié)構(gòu),這些α-螺旋緊密排列形成一個(gè)結(jié)合口袋。分子對(duì)接結(jié)果顯示兩種大蒜精油活性成分(二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚)和麥蛾性信息素均可與ScerPBP成功對(duì)接,并且共享一個(gè)疏水性結(jié)合腔,進(jìn)一步表明大蒜精油活性物質(zhì)可能是麥蛾性信息素的結(jié)合抑制劑,可以與性信息素競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合ScerPBP�？傊�,通過以上的研究,作者初步明確了大蒜精油活性物質(zhì)干擾麥蛾交配行為的分子機(jī)制:大蒜精油活性物質(zhì)通過與性信息素競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合ScerPBP,減少了雄蟲觸角中的ScerPBP與雌蟲釋放出的性信息素的結(jié)合機(jī)會(huì),從而最終干擾了麥蛾的交配行為,減少了雌蛾的產(chǎn)卵量。該研究結(jié)果揭示了麥蛾感受和識(shí)別環(huán)境中的氣味物質(zhì)并產(chǎn)生相應(yīng)行為反應(yīng)的分子機(jī)制,同時(shí)亦為麥蛾的防治提供了新的靶標(biāo)和思路。
[Abstract]:The results showed that garlic essential oil and its two main active ingredients ( diallyl disulfide and diallyl trisulfide ) could significantly reduce the mating rate and mating frequency of Moth . On the basis of the morphological , structural , distribution and quantitative analysis of the antennal sensilla of the moth , the structure , distribution and quantity of the antennal sensilla were studied by means of scanning electron microscope and transmission electron microscope . The results showed that the total length of the three odor - binding protein genes of the moth was scergobp1 ( accession number : kf513152 ) , scergobp2 ( accession number : kf513150 ) and scerpbp ( accession number : kf513151 ) . The expression of scerpbp and scergoblin in male worm was significantly higher than that of female worm ( p . 05 ) . The results showed that the activity of scerpbp was significantly higher than that of scergoblin and scergoblin .

【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S379.5

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10 于祝倫;趙思轍;董}以，

本文編號(hào)：1772697