[发明专利]利用特异性挥发物筛选昆虫相关嗅觉蛋白的方法

说明书

本发明提供一种利用特异性挥发物筛选昆虫相关嗅觉蛋白的方法，从公共数据库或通过测序技术获取在昆虫触角中表达的嗅觉基因信息，利用特异性挥发物处理昆虫24‑48h，然后检测昆虫触角中不同嗅觉基因的表达量，与对照未经过特异性挥发物处理的昆虫相比，将表达量增加的嗅觉基因，其所编码的蛋白作为候选的昆虫相关嗅觉蛋白。本发明利用特异性挥发物处理昆虫，建立一种有效、快速筛选昆虫相关嗅觉蛋白的方法。该方法高效、简单，可操作性强，能够在大量的嗅觉基因中快速准确且系统、完整筛选获得靶标基因，为研究昆虫对特异性挥发物的嗅觉识别机理提供技术支持。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体地说，涉及一种利用特异性挥发物筛选昆虫相关嗅觉蛋白的方法。

背景技术

昆虫对气味分子的识别和鉴定主要依赖于高度敏感的嗅觉系统，其包括一系列的过程，首先脂溶性小分子化合物的气味物质借助气味结合蛋白等小分子量触角蛋白的携带，穿过气－液相界面到达嗅觉受体，在触角嗅觉受体内完成对气味的识别，然后刺激神经元，将化学信号转变为电信号，逐级上传形成神经冲动，使昆虫产生特异的生理和行为反应。其在对气味识别过程中涉及到的嗅觉相关蛋白主要包括气味结合蛋白(odorantbinding proteins,OBPs)、气味受体(odorant receptors,IRs)、气味降解酶(odorantdegrading enzymes,ODEs)、离子型受体(ionotropic receptors,IRs)以及感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane proteins,SNMPs)。自从首个气味结合蛋白于1981年在多音天蚕蛾中被发现以来，通过生物化学、遗传学、分子生物学、生物物理学、结构生物学以及RNA干扰和电生理学等一系列的研究方法和手段，共计8个目50余种昆虫嗅觉蛋白的功能在逐步被揭示，昆虫嗅觉蛋白的研究越来越受到有关科学工作者的关注。

随着多个昆虫基因组测序工作的陆续完成，已经明确昆虫嗅觉蛋白多达上百种，但是如何能够快速、准确的明确这些蛋白的功能是目前急需解决的一个课题。目前对昆虫嗅觉蛋白的功能研究基本是在单个蛋白的基础上进行的，较为常用的方法是根据基因的同源性进行引物设计，克隆相关基因，随后开展蛋白功能研究。但是，由于嗅觉蛋白种类较多，未经筛选的开展所有嗅觉蛋白的功能研究是非常庞大的任务。同时，由于昆虫嗅觉蛋白与其所识别的化合物之间并非一一对应的关系，昆虫识别某一种化合物可能是多个蛋白在共同作用，仅仅某一个蛋白的功能研究并不能完整、准确的解析昆虫对某一种特异性挥发物的识别机理。因此，如果在开展嗅觉蛋白功能研究之前，能够首先快速、准确和系统、完整的筛选出与识别特异性挥发物相关的嗅觉蛋白，不仅让我们有针对性地开展嗅觉蛋白的功能研究，节约了时间，对于我们系统而完整的开展昆虫对信息化合物的嗅觉识别机理也具有重要意义。

华北大黑鳃金龟属鞘翅目金龟科，是世界性的农业害虫，为我国东北、华北、西北地区以及东南沿海省等地区地下害虫的优势类群。金龟甲的幼虫通称“蛴螬”，其在土壤中发生为害，咬食植物的幼苗、根、茎、种子及块根、块茎等，对玉米、薯类、豆类、棉花、花生、甜菜及小麦等农作物和蔬菜、果树、林木幼苗等造成危害，降低产量，影响品质，严重地块可造成绝收，据调查统计，植物地下受害部分的86％是由蛴螬危害造成的。华北大黑鳃金龟成虫具有聚集取食习性，尤其对蓖麻具有偏嗜性。研究表明，蓖麻对华北大黑鳃金龟成虫诱集效果明显。因此，利用寄主植物或其挥发物诱集成虫为华北大黑鳃金龟成虫防治提供了可能，而华北大黑鳃金龟对寄主植物的准确识别和定位主要依赖于高度敏感的嗅觉系统，其中筛选识别特异化合物识别的相关嗅觉是其最重要的方面。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用特异性挥发物筛选昆虫相关嗅觉蛋白的方法。

为了实现本发明目的，本发明利用特异性挥发物筛选昆虫相关嗅觉蛋白的方法，从公共数据库或通过测序技术获取在昆虫触角中表达的嗅觉基因信息，利用特异性挥发物处理昆虫24-48h，然后检测昆虫触角中不同嗅觉基因的表达量，与对照未经过特异性挥发物处理的昆虫相比，将表达量增加的嗅觉基因，其所编码的蛋白作为候选的昆虫相关嗅觉蛋白。