二化螟和芦苞螟食性分化的嗅觉机制

批准号:
31372264
项目类别:
面上项目
资助金额:
80.0 万元
负责人:
董双林
依托单位:
学科分类:
C0403.动物生理与行为
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
慕莉莉、张亚楠、李兆群、张进、杨科、叶占峰、朱珈瑶
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中文摘要
食性分化表现为食物的选择性,是昆虫高效利用食物资源的进化适应,也是同域新种形成的重要途径。在全变态昆虫中,食物的选择性主要取决于雌成虫向不同寄主产卵的选择性,其中嗅觉起主导作用,夜行性蛾类尤其如此。研究近缘种食性分化的嗅觉机制,对于探讨新种形成、嗅觉演化及害虫行为控制均具重要意义。本项目拟以寄主植物明显不同的二化螟和芦苞螟一对姐妹种为系统,针对雌成虫的嗅觉适应,在前期已有工作的基础上,首先通过化学分析、行为测定等技术,对两种螟虫的各自寄主植物水稻和芦苇的活性气味组分进行分离和鉴定,明确导致两个姐妹种选择不同寄主植物产卵的关键趋、避气味组分;然后利用基因克隆、体外表达及功能研究等技术,明确昆虫感受上述关键植物气味组分的嗅觉基因,并比较它们在序列和表达等方面在两种螟虫间的差异,探讨两个姐妹种趋向不同寄主植物产卵的分子机制。研究成果可望为相关理论及在害虫控制方面的应用提供重要依据和指导。
英文摘要
Feeding differentiation is an evolutionary adaptation for high efficiency in use of food resources, and a main means of sympatric speciation. In moths, food preference is highly determined by the ovipositional preference of female adults, and the later mainly by olfaction. Therefore, it is important to explore the olfactory mechanisms of feeding differentiation among sibling species, for better understanding of sympatric speciation, olfactory evolution and behavioral strategy for pest control. Our project aims to explore the olfactory mechanisms underlying the feeding differentiation between two sibling species of Chilo supperssalis and C. luteellus at two aspects: 1) Identification the two host plant odors and measurement of theie activity of atractiveness for two moths by using EAG, olfactometer and cage bioassay methods. 2) Determination of the olfactory genes associated with the feeding differentiation by in vitro and in vivo method.Based on above studies, the olfactory mechanisms of ovipositional differentiation in host plants between the two moth species could be elucidated, and some behaviorally active plant odors could be determined for potential use in the pest control.
通过顶空搜集及GC-MS技术,鉴定水稻和芦苇植株的挥发性气味各30和14种、差异组分各15种和6种,水稻气味种类明显较为丰富;进一步通过生测技术,筛选出对二化螟和芦苞螟具有活性的气味组分各10种和17种;通过转录组测序及PCR验证,鉴定了二化螟OBP新基因16个、芦苞螟嗅觉基因110个(包括34个OBP、17个CSP和41个OR);通过RT-PCR和qPCR测定,筛选出2种螟虫触角中高表达及雌虫触角明显较雄虫高表达的OBP、CSP及OR基因;进一步利用功能研究技术,对重点候选OBP、CSP及OR基因的气味结合谱(敏感谱)进行了测定,发现1)二化螟GOBP的气味结合谱宽于芦苞螟,与2种螟虫的寄主植物谱和2种植物的挥发性气味谱差异相一致;2)2种螟虫选择不同的寄主植物并不取决于单一基因或气味物质,而是受到多个嗅觉基因及多种气味物质的综合影响。此外,1)针对OBP和OR间的互作,研究明确了二化螟信息素结合蛋白对信息素受体敏感性的增强作用;2)为进行比较研究,对与二化螟具有相似寄主植物谱和生态位的大螟,鉴定了其嗅觉基因并探讨了部分基因的功能。研究结果为进一步明确2种螟虫及其他近缘种昆虫间寄主植物分化的分子机制、及相关理论在害虫控制方面的应用提供了重要依据和指导。
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Identification of novel odorant binding protein genes and functional characterization of OBP8 in Chilo suppressalis (Walker)
二化螟 (Walker) 中新型气味结合蛋白基因的鉴定和 OBP8 的功能表征
DOI:10.1016/j.gene.2016.06.052
发表时间:2016
期刊:Gene
影响因子:3.5
作者:Yang Ke;Liu Yan;Niu Dong-Juan;Wei Dan;Li Fei;Wang Gui-Rong;Dong Shuang-Lin
通讯作者:Dong Shuang-Lin
Pheromone binding proteins enhance the sensitivity of olfactory receptors to sex pheromones in Chilo suppressalis.
信息素结合蛋白增强二化螟嗅觉受体对性信息素的敏感性
DOI:10.1038/srep13093
发表时间:2015-08-27
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Chang H;Liu Y;Yang T;Pelosi P;Dong S;Wang G
通讯作者:Wang G
Two general odorant binding proteins display high bindings to both host plant volatiles and sex pheromones in a pyralid moth Chilo suppressalis
两种一般气味结合蛋白与二化螟中的寄主植物挥发物和性信息素具有高度结合
DOI:--
发表时间:2017
期刊:Journal of Asian Pacific Entomology
影响因子:--
作者:Sajjad Ali Khuhro;Hui Liao;Xiao-Tong Dong;Qi Yu;Qi Yan;Shuang-Lin Dong
通讯作者:Shuang-Lin Dong
DOI:10.1111/1744-7917.12544
发表时间:2019-06
期刊:Insect science
影响因子:4
作者:Dong XT;Liao H;Zhu GH;Khuhro SA;Ye ZF;Yan Q;Dong SL
通讯作者:Dong SL
Different roles suggested by sex-biased expression and pheromone binding affinity among three pheromone binding proteins in the pink rice borer, Sesamia inferens (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae)
粉红螟、大螟(鳞翅目:夜蛾科)三种信息素结合蛋白的性别偏向表达和信息素结合亲和力表明不同的作用
DOI:10.1016/j.jinsphys.2014.05.013
发表时间:2014-07-01
期刊:JOURNAL OF INSECT PHYSIOLOGY
影响因子:2.2
作者:Jin, Jun-Yan;Li, Zhao-Qun;Dong, Shuang-Lin
通讯作者:Dong, Shuang-Lin
斜纹夜蛾PBP4基因在雄蛾生殖生理中的功能解析
- 批准号:31872300
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:董双林
- 依托单位:
小菜蛾和甜菜夜蛾感受异硫氰酸酯类气味受体基因的功能鉴定及比较分析
- 批准号:31672350
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:62.0万元
- 批准年份:2016
- 负责人:董双林
- 依托单位:
甜菜夜蛾3个信息素结合蛋白的时空表达和功能分化
- 批准号:31071978
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:34.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:董双林
- 依托单位:
甜菜夜蛾触角中性信息素降解酯酶的分子克隆和功能表达
- 批准号:30770278
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2007
- 负责人:董双林
- 依托单位:
甜菜夜蛾雄性信息素及其分子感受机制的研究
- 批准号:30571220
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:27.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:董双林
- 依托单位:
Bt棉对棉铃虫性信息素通讯系统的影响
- 批准号:30270878
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:19.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:董双林
- 依托单位:
国内基金
海外基金
