麦长管蚜嗅觉受体saaor基因的克隆和表达

【作者】 范佳； 陈巨莲； 程登发； Frederic Francis； 孙京瑞；

【机构】 中国农业科学院植物保护研究所 植物病虫害生物学国家重点实验室； Functional & Evolutionary Entomology,Gembloux Agricultural University；

【摘要】 一直以来,我们在致力于麦蚜嗅觉的分子机制研究。蚜虫具有体型小、多型现象、多行孤雌生殖为害、有性阶段时期短等特点,加之蚜虫基因组信息的缺乏,研究其嗅觉行为及调控机制的难度较大。但是开展麦蚜的嗅觉信号途径研究,探明麦蚜对报警信息素的反应、寄主植物识别、植物趋避等嗅觉行为的分子机理,具有重要的理论和实际意义。昆虫嗅觉受体是嗅觉信号途径的关键因子。据已有的文献报道,它们与脊椎动物G蛋白偶联的化感受体一样都具有七跨膜α螺旋结构,但昆虫嗅觉受体的氨基末端位于膜内侧,这与G蛋白偶联的化感受体氨基末端位于膜外侧相反。两者并不同源（Koji Sato等,2008）。昆虫的受体属于多聚体配体依赖型离子通道,由2～3个受体蛋白聚合在一起,通常含有一个非典型嗅觉受体（果蝇中称为or83b蛋白及其同源蛋白）,其他为典型嗅觉受体蛋白。本研究通过比对果蝇（Drosophila melanogaster）or83b基因编码的氨基酸序列（GenbankID:NP524235等）及冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）GPROR7基因编码的氨基酸序列（Genbank ID:XM₃12379）,确定该类非典型嗅觉受体氨基酸序列的保守区,设计简并引物;并进一步通过RACE技术,以室内饲养的麦长管蚜有翅成蚜cDNA为模板,克隆出目的基因,命名为saaor,该基因编码区1392bp,编码463个氨基酸,预测的分子量53.3 kDa,等电点6.45。获得的Genbank序列ID:GQ275379。利用CBS网站上的TMHMMServer v.2.0在线预测跨膜区,结果显示该基因编码蛋白具有7个跨膜α螺旋结构。Genbank BLAST saaor序列及据此推导的氨基酸序列,检索结果显示,saaor只有在3′末端的500bp左右与果蝇等昆虫的非典型受体检测出相似性;由saaor推导的氨基酸序列则检索出与多达几十条嗅觉受体氨基酸序列的相似率达到50%以上并涉及到从5′至3′的整个序列。这其中既包括or83b类非典型嗅觉受体蛋白,还检索出鳞翅目多种昆虫的与性信息素感受有关的嗅觉受体（olfactory receptor 2）。相对荧光定量PCR技术检测显示:成虫触角saaor表达量是胸部及腹部表达量的几十倍甚至上百倍。预期先通过Northern-blot,检测saaor在蚜虫中组织定位,判断其是否在触角中专性表达;然后通过跨膜蛋白体外可溶性表达,制备抗体进一步检测互作蛋白,对不同化合物与目的蛋白的结合检测实验（如荧光光谱法）,以及RNAi技术等方法,进而明确saaor编码蛋白在麦长管蚜对气味物质的嗅觉识别过程中作用,探明该蛋白的功能。更多还原