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棉铃虫和烟青虫对性信息素的嗅觉编码及其遗传基础
结题报告
批准号:
31130050
项目类别:
重点项目
资助金额:
291.0 万元
负责人:
王琛柱
学科分类:
C0403.动物生理与行为
结题年份:
2016
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
姜晓静、陆鹏飞、黄玲巧、武韩、韩丽滨、孙亚兰、郭浩、刘玉铃、底畅
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中文摘要
雄性被雌性性信息素引诱是蛾类昆虫的一种简单、高效的空间定向行为形式,非常适合研究神经活动与行为之间的关系。近缘种棉铃虫和烟青虫是我国重要农业害虫,其性信息素均由Z11-16:Ald和Z9-16:Ald组成,但比例相反,分别为97:3和7:93。本项目拟围绕两种蛾特有的性信息素嗅觉环路,从个体行为、触角外周神经编码和中枢触角叶编码三个层次,研究:1)与性信息素相关的嗅觉感受神经元(OSN)的感受特性和受体蛋白的功能;2)OSN在触角叶内神经纤维球的投射及与其相耦联的投射神经元(PN)和局部神经元(LN)的反应特征及突触连接特性,阐释昆虫如何编码处理比率不同的气味混合物的机制。利用特有的种间杂交体系,研究两种蛾性信息素编码差异的遗传基础。该项目研究结果不仅对于阐明动物对混合物的嗅觉编码及其遗传基础具有重要的理论意义,而且对于寻找害虫防治的新途径和新方法具有重要的实用价值。
英文摘要
蛾类雄虫具有十分灵敏的嗅觉系统,用来识别雌性释放的性信息素。这一特点也被人类用来有效监测和防治该类害虫的切入点。本项目以两个近缘种棉铃虫和烟青虫及其种间杂交代为材料,着眼于其高效的性信息素通讯系统,从个体行为、外周神经编码和中枢神经编码三个层次,系统地阐明了两种蛾如何感受和识别组分相同但比例截然相反的性信息素,并利用种间杂交系统揭示了两种蛾感受性信息素的遗传基础,在本领域国际重要SCI刊物发表10篇论文,圆满完成了计划任务。取得如下重要结果:(1)发现两种昆虫对相反比例信息素气味流的外周编码决定于单个神经元的放电频率及各类OSNs在触角上的相对丰度,在中枢触角叶表现为α、β和γ三个神经纤维球的活性,α、β接收性信息素组分信息,γ接受行为拮抗剂信息;(2)明确了一整套信息素受体蛋白的功能,发现信息素受体在雄性蛾性信息素识别中发挥关键作用,而信息素结合蛋白虽有重要作用但对双键位置无选择性;(3)证实感受性信息素的感器有A、B、C三型,并进一步发现B型感器还分B1,B2两个亚型,C型感器分C1,C2和C3三个亚型,表明同一型感器内表达的信息素受体可能不同;(4)揭示了Z9-14:Ald在低剂量为棉铃虫性信息素的增效剂,高剂量为行为拮抗剂;Z11-16:Ac为烟青虫性信息素的增效剂,Z9-14:Ald和Z9-16:OH为行为拮抗剂,其中性信息素组分Z11-16:Ald和Z9-16:Ald(低剂量Z9-14:Ald)信号在脑中触角叶激活α和β两个神经纤维球,行为拮抗剂均在脑中触角叶激活γ神经纤维球;(5)阐明棉铃虫和烟青虫对性信息素感受性状的遗传,棉铃虫的等位基因呈显性,但烟青虫的基因通过种间杂交渗入到子代中。研究结果不仅深入揭示了蛾类昆虫对性信息素编码的嗅觉机制,还对于利用性信息素对害虫种群的监测和防治中的应用提供了重要基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1111/imb.12084
发表时间:2014-06-01
期刊:INSECT MOLECULAR BIOLOGY
影响因子:2.6
作者:Guo, H.;Del Corso, A.;Wang, C-Z.
通讯作者:Wang, C-Z.
DOI:10.1016/j.ibmb.2015.03.002
发表时间:2015-05-01
期刊:INSECT BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY
影响因子:3.8
作者:Jiang, Xiao-Jing;Ning, Chao;Wang, Chen-Zhu
通讯作者:Wang, Chen-Zhu
Three pheromone-binding proteins help segregation between two Helicoverpa species utilizing the same pheromone components
三种信息素结合蛋白利用相同的信息素成分帮助两个 Helicoverpa 物种之间的分离
DOI:10.1016/j.ibmb.2012.06.004
发表时间:2012-09-01
期刊:INSECT BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY
影响因子:3.8
作者:Guo, Flao;Huang, Ling-Qiao;Wang, Chen-Zhu
通讯作者:Wang, Chen-Zhu
Specific olfactory neurons and glomeruli are associated to differences in behavioral responses to pheromone components between two Helicoverpa species
特定的嗅觉神经元和肾小球与两个 Helicoverpa 物种之间对信息素成分的行为反应差异有关
DOI:10.3389/fnbeh.2015.00206
发表时间:2015-08
期刊:Frontiers in Behavioral Neuroscience
影响因子:3
作者:Hou, Chao;Huang, Ling-Qiao;Dong, Jun-Feng;Wang, Chen-Zhu
通讯作者:Wang, Chen-Zhu
DOI:10.1371/journal.pone.0070078
发表时间:2013
期刊:PloS one
影响因子:3.7
作者:Wu H;Hou C;Huang LQ;Yan FS;Wang CZ
通讯作者:Wang CZ
十字花科植物专食性昆虫搜寻寄主的嗅觉感受机制:菜粉蝶与小菜蛾的比较研究
  • 批准号:
    32372541
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50.00万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
十字花科作物专食性害虫对芥子油苷成瘾的味觉分子机制及其演化
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    286万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
铃夜蛾属二近缘种的产卵选择行为及其嗅觉编码机制
  • 批准号:
    31830088
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    290.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
铃夜蛾雄性触角A、B和C型感器内气味受体的组合编码研究
  • 批准号:
    31772528
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
多食性棉铃虫与寡食性烟青虫的味觉编码模式比较
  • 批准号:
    31471777
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    100.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
棉铃虫和烟青虫性信息素受体基因的克隆与功能分析
  • 批准号:
    30871632
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    34.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
棉铃虫唾液内的诱导素及其诱导植物直接和间接防御的机制
  • 批准号:
    30571227
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    26.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
铃夜蛾属幼虫的味觉感受机理及其遗传基础
  • 批准号:
    30471148
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    23.0万元
  • 批准年份:
    2004
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
昆虫与植物的协同进化:铃夜蛾和跳甲与寄主的互作机制
  • 批准号:
    30330100
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    115.0万元
  • 批准年份:
    2003
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
多DNA病毒介导的棉铃虫齿唇姬蜂对寄主的免疫适应
  • 批准号:
    30070517
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    15.0万元
  • 批准年份:
    2000
  • 负责人:
    王琛柱
  • 依托单位:
国内基金
海外基金