棉鈴蟲和煙青蟲分散產卵習性與氣味結合蛋白有關
棉鈴蟲和煙青蟲是我國重要的農業害蟲。棉鈴蟲是典型的多食性昆蟲,取食至少40科200餘種植物, 包括棉花、小麥、玉米、番茄、花生、煙草等農作物;而煙青蟲是寡食性昆蟲,僅取食同屬於茄科的煙草、辣椒及酸漿屬的數種植物。兩種蛾子均具有在寄主植物上單粒分散產卵的習性。
王琛柱研究組近期發現了一種有趣的氣味結合蛋白——OBP10。 一般認為,這類蛋白在嗅覺感器中發揮作用,用來運輸氣味分子到嗅覺受體上。但是,研究人員通過Western Blot 和免疫組化的方法發現這種蛋白不僅表達於棉鈴蟲和煙青蟲的嗅覺器官(觸角)中,而且在雄蛾的精液中也有表達。進一步研究證明,雄蛾可以通過交配將蛋白傳遞給雌蛾,並最終出現於雌蛾產的受精卵表麵。
在這一過程中,OBP10是否也在傳遞一種信息氣味物質呢?研究人員用GC/MS法分析了兩種昆蟲雄性生殖器官的二氯甲烷提取物,發現了多種不同鏈長的醛和其它化合物。為了尋找OBP10的天然配體,他們利用凝膠層析、SDS-PAGE,、Western blot 、GC/MS等一係列方法,鑒定出OBP10的天然蛋白,並發現其最有可能結合的天然化合物為1-dodecene。之後用熒光結合實驗證實,OBP10重組蛋白與1-dodecene具有較強的結合能力。計算機模擬發現,OBP10與致倦庫蚊OBP1的氨基酸序列差異很大,但三維結構卻很相似,而後者的天然配體是一種促進蚊蟲產卵的信息素。
綜合已有的結果,研究人員推測,OBP10結合的1-dodecene極有可能是一種產卵趨避劑:在自然環境下,棉鈴蟲和煙青蟲幼蟲有同種相食的習性,雄蛾通過交配作用將攜帶有1-dodecene 的OBP10傳遞給雌蛾,交配後的雌蛾所產的卵表麵攜帶了1-dodecene,雌蛾通過觸角中的OBP10來感受這種化合物,會自動避開已有卵粒的植物,使得卵粒分散開來,從而經濟有效地避免自相殘殺。這是昆蟲氣味結合蛋白具有傳遞和感受氣味物質雙重功能的一個新例證。


