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| 1 | 桃小食心虫化学感受蛋白CSP16配体结合特性显示文摘【目的】桃小食心虫(Carposina sasakii)是我国北方果树生产中的重要害虫之一,本文通过体外表达桃小食心虫化学感受蛋白CsasCSP16,明确其与寄主挥发物分子和性信息素分子的结合特性,并通过生物信息学预测CsasCSP16与挥发物分子结合的关键氨基酸位点,为揭示桃小食心虫嗅觉的分子机理提供理论依据。【方法】通过原核表达系统获得CsasCSP16蛋白,并使用Ni-NTA柱纯化重组蛋白。采用荧光竞争结合的方法,以N-苯基-1-萘胺(N-pheny-1-naphthylamine,1-NPN)为荧光探针,从33种寄主挥发物和2种性信息素分子中筛选出与CsasCSP16结合亲和性高的配体分子。通过对CsasCSP16进行同源建模获得其三维结构模型,以CSPMbraA6(PDB ID:1N8U)为模板成功构建CsasCSP16的三维结构模型。使用Autodock Vina软件将CsasCSP16与亲和性高的配体分子进行对接,构建蛋白-配体复合物。然后使用GROMACS(2019.3)软件对复合物进行动力学模拟,从动力学模拟的平衡状态中选取100个构象,使用g_mmpbsa软件计算CsasCSP16与气味分子的结合能,并通过能量分解的方法预测关键氨基酸残基。【结果】成功构建了CsasCSP16的克隆表达载体,通过大肠杆菌原核表达系统获得高纯度的重组蛋白。与35种配体分子的荧光竞争结合表明,CsasCSP16与水杨酸甲酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、十五烷、庚酸丁酯和α-蒎烯有较强的结合活性,其Ki值分别为6.59、6.25、3.50、6.73和4.47μmol·L^(-1)。分子对接的结果表明,CsasCSP16与水杨酸甲酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮、十五烷、庚酸丁酯和α-蒎烯的Vina Score值分别为-6.1、-5.3、-5.8、-5.2和-6.6。动力学模拟结果表明,CsasCSP16与气味分子复合物在50 ns内达到平衡状态,通过g_mmpbsa计算复合物的结合能,CsasCSP16-水杨酸甲酯、CsasCSP16-6-甲基-5-庚烯-2-酮、CsasCSP16-十五烷和CsasCSP16-庚酸丁酯的结合自由能分别为-50.264、-65.551、-136.035和-93.805 kJ·mol^(-1);最后,通过分解每个氨基酸贡献的结合自由能表明异亮氨酸49(Ile49)、缬氨酸71(Val71)、异亮氨酸72(Ile72)和酪氨酸90(Tyr90)贡献的结合能>3 kJ·mol^(-1),因此推测这4种氨基酸在CsasCSP16结合气味分子的过程中发挥关键作用。【结论】桃小食心虫CsasCSP16能与寄主植物的多种气味分子结合,推测其可能在桃小食心虫对寄主植物的定位过程中发挥重要作用。异亮氨酸49(Ile49)、缬氨酸71(Val71)、异亮氨酸72(Ile72)和酪氨酸90(Tyr90)可能是CsasCSP16与配体分子结合的关键氨基酸位点。 | 刘孝贺 仇贵生 佟兆国 张怀江 闫文涛 岳强 孙丽娜 | 2021 | 中国农业科学2021，54，5： | 4 |
| 2 | 农业昆虫气味受体功能研究进展显示文摘昆虫主要依靠嗅觉系统寻找食物、发现配偶、控制交配、选择产卵地、逃避天敌等,因此嗅觉系统对昆虫的繁殖和生存至关重要。气味受体(odorant receptor,OR)是嗅觉系统中的关键成分之一,可被信息化合物激活引发特定行为产生。随着测序技术的发展,大量的农业昆虫的基因组和转录组被测序,从测序数据中分析获得了它们的OR家族。现在OR功能研究经常用到外源表达系统和CRISPR/Cas9系统。外源表达系统结合记录系统可用于目标OR表达和配体筛选,CRISPR/Cas9系统可从昆虫染色体上敲除目标OR基因,进而利用电生理技术和行为学实验研究其功能。本文系统总结了鳞翅目、直翅目、半翅目、双翅目、膜翅目和鞘翅目6个目30个种的农业昆虫OR的气味分子反应谱及功能,尤其是鳞翅目农业昆虫。农业昆虫的性信息素往往是由雌虫产生的两种或两种以上成分按一定比例组成的混合物,包括在种间生殖隔离中起作用的行为拮抗剂。每个种因此具有多个性信息素的受体,共同感受这些信息素信息,调控种内和种间性行为。有些OR可调谐至主要针对植物挥发物,包括花香气味,在寄主植物选择和雌虫选择产卵地等行为中起作用。聚集信息素受体可特异地被聚集信息素激活,引起聚集行为;报警信息素受体可特异地被报警信息素激活,引起排斥行为。研究农业昆虫OR的气味分子反应谱和功能可为开发在害虫防控中应用的性诱剂、食诱剂、拒食剂、聚集信息素等奠定理论基础。最后我们对未来的主要研究方向提出了以下建议:(1)开发新的外源OR表达系统;(2)研究在雌虫中特异调谐至针对雄虫产生的性信息素的性信息素受体的功能;(3)探讨OR与气味分子之间特异性相互作用的分子机制。 | 游银伟 张龙 | 2021 | 昆虫学报2021，64，5： | 2 |
| 3 | Involvement of chemosensory proteins in host plant searching in the bird cherry-oat aphid显示文摘Chemosensory systems are considered to play an important role in host plant selection in herbivorous insects.However,few studies have focused on chemosensory proteins(CSPs)for aphid host-location mechanisms.The roles of CSPs in searching for different Poaceae species(wheat,barley,triticale,maize and sorghum)were tested in Rhopalosiphum padi,an important cereal pest.The olfactometer assays showed that R.padi responds to plant odors.Seven R.padi CSP genes were identified.Influence of aphid morph,tissue and starvation state on expression patterns of CSPs was evaluated.Expression levels of CSPI,CSP4,CSP5 and CSP6 in winged aphids were significantly higher than those in wingless ones.Transcription levels of four genes(CSPI,CSP4,CSP5 and CSP6)were relatively higher in the head with antennae,and the four genes tended to be upregulated follow ing starvation.Silencing of three CSPs(CSP4,CSP5 and CSP6)altered aphid host-location behavior in response to the five different host plants tested.Three volatile compounds of host plants(octanal,[E]-2-hexenol and linalool)have signif-icant attraction to winged R.padi according to the four-arm olfactometer tests.Molecular docking predicted hydrogen bonding sites which played key roles in the binding of CSP4,CSP5 and CSP6 with volatile compounds.Knockdown of CSP4 or CSP5 significantly decreased the staying time of R.padi in the arms with octanal.However,knockdown of CSP6 could not affect the response of R.padi to octanal.These results bring evidence for the involvement of three CSPs in R.padi host-location behavior. | Xiong Peng Lang Liu Yi-Xiao Huang Su-Ji Wang De-Xian Li Shu-Ting Chen Jean-Christophe Simon Ming-Jing Qu Mao-Hua Chen | 2021 | Insect Science2021，28，5： | 1 |
| 4 | 柑橘大实蝇化学感受蛋白基因BminCSP3的克隆、表达及结合特征分析显示文摘【目的】探究在柑橘大实蝇成虫触角高表达的化学感受蛋白BminCSP3与气味配体的结合特性,以期为揭示柑橘大实蝇嗅觉识别的分子机制提供一定理论依据。【方法】通过RT-PCR克隆BminCSP3基因,并对其进行生物信息学分析;以原核表达系统和镍柱体外表达纯化得到BminCSP3蛋白;利用荧光竞争结合实验检测BminCSP3与14种气味配体的结合特性。【结果】BminCSP3开放阅读框全长为474 bp,编码157个氨基酸,含有4个半胱氨酸残基,为典型的化学感受蛋白;预测其等电点为5.41,信号肽由22个氨基酸组成,无跨膜结构域,亲水性总平均值为-0.397,是亲水性蛋白。荧光竞争结合实验结果表明,BminCSP3与供试14种气味配体的亲和力均较弱,其Ki值均大于20μmol·L^(-1)。一般认为Ki值大于20μmol·L^(-1),说明蛋白与配体分子间的亲和力较弱。【结论】BminCSP3虽然在柑橘大实蝇成虫触角中显著上调表达,但可能不参与柑橘大实蝇成虫的嗅觉识别过程;或本试验所用配体并非BminCSP3最适配体,应扩大配体库进一步验证BminCSP3的嗅觉功能。 | 王兆祥 陈剑 杨岭 田晓丽 桂连友 王福莲 张国辉 | 2022 | 果树学报2022，39，3： | 1 |
| 5 | 昆虫化学感受蛋白(CSPs)的功能研究概述显示文摘昆虫的嗅觉系统与其各项生命活动息息相关,化学感受蛋白(CSPs)是嗅觉系统中的重要组成部分,可以结合气味或信息素分子,并传递给嗅觉受体,完成嗅觉相关功能。随着分子生物学技术和测序手段的不断发展,越来越多的昆虫CSPs得到鉴定。CSPs在昆虫体内广泛分布于触角、跗节、下颚须等化学感受器官,同时也在表皮、腹部、体躯等非感受器官大量表达,具有感知化学分子的功能并且与昆虫生长、发育、繁殖等生理功能及昆虫对杀虫剂的抗性相关。本文通过从CSPs的发现和命名、分子特性、结构及分布等方面展开综述,着重介绍CSPs的气味分子识别作用机制、抗药性机制及功能分类,以期为今后利用CSPs作为靶标防治害虫提供参考。 | 巩雪燕 刘华伟 李培征 李芬 吴少英 | 2023 | 环境昆虫学报2023，45，1： | 1 |
| 6 | 褐飞虱化学感受蛋白NlugCSP6在发育繁殖和翅形成中的作用显示文摘【目的】化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)的非化学感受功能在昆虫生长发育与繁殖中发挥重要作用,但褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)CSP的非化学感受功能的研究较少。本文旨在探究在褐飞虱表皮和卵巢中高表达的NlugCSP6基因潜在的非化学感受功能。【方法】利用RT-qPCR技术检测NlugCSP6基因在褐飞虱不同发育阶段和不同组织中的表达量。利用RNAi技术,结合表型观察以及交配产卵的行为学实验,探究NlugCSP6蛋白在褐飞虱生存、翅发育和交配繁殖中的作用。【结果】NlugCSP6基因在褐飞虱各个发育阶段均有表达,在成虫表皮表达量最高,其次是卵巢。利用RNAi降低NlugCSP6的表达后,褐飞虱若虫的生存率下降,且从第6天开始与对照(dseGFP处理)的生存率存在显著差异;此外,成虫产卵量减少,单雌产卵量下降22%;成虫翅发育不正常,包括畸形和不能有效闭合两种类型,其中雌成虫主要表现为畸形翅,雄成虫表现为翅不能有效闭合。【结论】褐飞虱NlugCSP6在表皮中的高表达,参与若虫发育、成虫翅发育过程,干扰该基因导致若虫死亡、翅发育不正常;在卵巢中高表达与成虫产卵密切相关,干扰该基因导致产卵量显著下降。以上结果表明,NlugCSP6蛋白的生理功能与其编码基因特异的组织表达谱相一致,在褐飞虱发育与生殖中起到重要作用。 | 高浩力 邹建政 林栩敏 张慧慧 刘泽文 | 2022 | 应用昆虫学报2022，59，5： | 0 |
| 7 | 化学感受蛋白直系同源基因CSP8在茶尺蠖及近缘种灰茶尺蠖中的表达分析显示文摘化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)在昆虫化学通讯及其他生理过程中发挥重要功能。茶尺蠖与其近缘种灰茶尺蠖是茶园重要鳞翅目害虫,对我国茶叶的安全生产造成严重危害。研究化学感受蛋白直系同源基因在茶尺蠖两近缘种间的表达,有助于研发同时针对该两种害虫的绿色防控技术。通过荧光定量qRT-PCR分析了EoblCSP8直系同源基因EgriCSP8在灰茶尺蠖中的表达分布。结果表明,EgriCSP8与EoblCSP8具有保守的幼虫期高表达模式,EgriCSP8主要表达于灰茶尺蠖3龄幼虫头部。进一步比较Eobl-EgriCSP8在茶尺蠖两近缘种间的表达发现,EoblCSP8在茶尺蠖中的表达量显著高于EgriCSP8在灰茶尺蠖中的表达量。此外,还分析了沃尔巴克氏体菌(Wolbachia)及挥发物诱导对Eobl-EgriCSP8表达的影响,发现Wolbachia显著影响EgriCSP8在灰茶尺蠖中的表达。该结果证实Wolbachia参与调控昆虫CSPs基因的表达,为后续揭示Wolbachia介导CSPs表达,参与调控茶尺蠖两近缘种化学感受及与茶树的协同进化提供了新的研究思路。 | 严玉婷 李玉杰 王倩 唐美君 郭华伟 李红亮 孙亮 | 2022 | 茶叶科学2022，42，2： | 0 |
| 8 | 桉蝙蛾3龄幼虫嗅觉结合蛋白的高表达量与其寄主选择时期的一致性显示文摘为分析桉蝙蛾Endoclita signifer幼虫嗅觉蛋白中结合蛋白(OBPs+CSPs)在不同龄期和体段的表达,揭示桉蝙蛾幼虫结合蛋白的时空表达谱,基于表达谱阐明其与幼虫寄主选择行为的关系,本研究利用qRT-PCR分析桉蝙蛾幼虫结合蛋白在4个龄期和3个体段中的表达。在各龄期幼虫的头部中,EsigOBP2、EsigOBP5、EsigOBP8、EsigGOBP2、EsigGOBP3、EsigGOBP6、EsigCSP1和EsigCSP2均在3龄幼虫头部显著地高量表达,同时82.4%的结合蛋白在幼龄幼虫(3龄和5龄)的某个体段表达量最高。此外,47.1%和35.3%的结合蛋白在桉蝙蛾幼虫腹部和胸部的表达量最高。以上筛选出的8个结合蛋白是桉蝙蛾3龄幼虫在地栖转树栖过程中,参与寄主识别最主要的蛋白;且结合蛋白在3龄幼虫头部的显著高量表达与3龄幼虫转移栖息地和选择寄主相一致,同时结合蛋白在幼龄幼虫中的高量表达可能与选择寄主后幼龄幼虫对寄主挥发物的适应相一致;本研究支持了桉蝙蛾幼龄幼虫寄主选择的推测。与其他昆虫一致,结合蛋白在桉蝙蛾幼虫的腹部和胸部(非嗅觉部位)高量表达,其功能有待解读。 | 邱峙嵩 陈晓 马洪轩 胡平 | 2023 | 环境昆虫学报2023，45，3： | 0 |
| 9 | Molecular and in vitro biochemical assessment of chemosensory protein 10 from brown planthopper Nilaparvata lugens at acidic pH显示文摘Chemosensory proteins(CSPs)are important molecular components of the insect olfactory system,which are involved in capturing,binding,and transporting hydrophobic odour molecules across the sensillum in sensillar lymph in regulating insect behavior.This protein family(CSPs)is also involved in many other systems that are not linked to olfactory receptors in olfactory sensilla.The brown planthopper(BPH)is a monophagous pest of rice that causes damage by sucking phloem sap and transmitting a number of diseases caused by viruses.In this study,fluorescence competitive binding assay and fluorescence quenching assay at acidic p H were performed as well as homology modelling to describe the binding affinity of Nlug CSP10.Fluorescence competitive binding assay(FCBA)demonstrated that Nlug CSP10 bound strongly to nonadecane,farnesene,and 2-tridecanone at acidic p H.The results of FCBA indicated that Nlug CSP10 bound different ligands at the physiological p H(5.0)of the bulk sensillum lymph.Fluorescence quenching assay demonstrated that Nlug CSP10 generated a stable complex with 2-tridecanone,while two ligands nonadecane and farnesene collided due to molecular collisions.The interaction of selected ligands with the modelled structure of Nlug CSP10 was also analyzed,which found the key amino acids(Gln23,Gln24,Gln25,Asn27,Met33,Ser34,Ile35,Tyr36,Asn42,Met43,Val45,Asn46,Asn93,Arg96,Ala97,Lys99,and Ala100)in Nlug CSP10 that were involved in binding of volatile compounds.The present study contributes to the binding profile of Nlug CSP10 that promotes the development of behaviorally active ligands based on BPH olfactory system. | Muhammad Irfan WARIS Aneela YOUNAS Rana Muhammad Kaleem ULLAH Fatima RASOOL Muhammad Muzammal ADEEL WANG Man-qun | 2022 | Journal of Integrative Agriculture2022，21，3： | 0 |
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