[发明专利]菜青虫5-羟色胺受体基因Pr5-HT8及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学、细胞生物学以及农药学领域，主要是一种在菜青虫中表达的新型5-羟色胺受体基因及其编码蛋白；本发明还涉及该蛋白和受体基因的用途。

背景技术

5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)是很多动物体内一种重要生物胺，它能够作为神经递质、神经调质或者神经激素控制和调节很多重要的生理和行为过程，如鳗鱼lampreys的运动行为(Harris-Warrick and Cohen 1985)，龙虾Homarus americanus的进攻行为(Kravitz 2000)，昆虫的繁殖(Lange 2004)、聚集(Anstey et al.2009)、学习和记忆等(Sitaraman et al.2008)。5-HT发挥不同的生理功能，很多都是通过其受体实现的。对昆虫体内5-HT的研究的一个潜在意义在于开发高效杀虫剂。目前化学农药是防治害虫的主要手段，但是传统的杀虫剂带来了一些不可避免的问题，如害虫的抗药性以及对非靶标生物的毒害性。因此，开发新型作用模式的杀虫剂非常必要。虽然目前还没有报道针对5-羟色胺受体开发的农药，但是以生物胺受体为靶标开发新型农药在上世纪已经实现，如甲脒类杀虫剂的靶标就是章鱼胺受体（octopamine receptor）(Hollingworth 1976)。而5-HT受体在农药开发中的应用也引起了越来越多的人的关注。1-[(4-Aminophenyl)ethyl]-4-[3-(trifluoromethyl)phenyl]piperazine(PAPP)是一种5-HT_1A受体激动剂，特别是对寄生性线虫Haemonchus contortus的5-HT受体亲和力很高。针对PAPP合成的一些衍生物能够抑制粘虫Pseudaletia separate的生长和幼虫的活性，所以这些PAPP的衍生化合物有可能成为新型农药（Cai et al.,2010)。

5-HT通过不同的受体调控不同的生理功能，而这些受体主要是G蛋白偶联受体（G protein-coupled receptors，GPCRs）。在脊椎动物中有14种5-HT受体克隆出来，除5-HT₃是离子通道类型受体外，其它的都是G蛋白偶联受体。根据序列相似度，偶联的第二信使以及药理学特性等又将脊椎动物中13种GPCR型的5-HT受体分为6大类即5-HT₁(包括5-HT_1A/B/D/E/F)、5-HT₂（包括5-HT_2A/B/C)、5-HT₄、5-HT₅（包括5-HT_5A/B)、5-HT₆和5-HT₇。其中5-HT₁和5-HT₅偶联G_i/o，从而抑制cAMP的合成；5-HT₄、5-HT₆和5-HT₇偶联G_s，能够促进cAMP的合成；5-HT₂偶联G_q/11，它能够增加胞内Ca²⁺浓度（综述Blenau and Baumann,2001;Hannon and Hoyer,2008;Nichols and Nichols,2008）。细胞内游离Ca²⁺浓度的改变是细胞生理功能的重要物质基础，它的变化是Ca²⁺跨膜转运和细胞内钙库释放、摄取Ca²⁺等动态平衡的结果。跟无脊椎动物相比，目前在昆虫体内只鉴定出来了5种类型的受体，即5-HT_1A/B,5-HT_2A/B和5-HT₇((Blenau and Thamm,2011)(Gasque et al.,2013)。

目前昆虫5-HT受体的研究主要集中在模式昆虫果蝇Drosophila melanogaster和蜜蜂Apis mellifera，其他昆虫研究相对较少。对农业害虫中5-HT受体的研究，并分析其与有益昆虫5-HT受体的差异，更有利于将成果应用于生产中。

上文中涉及的参考文献具体如下：