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                通知公告

                您所在的熏烤座狼肉排位置:首頁>> 林學院動態

                林學院團隊發現○重大入侵害蟲松樹蜂結合聚集信息素的關鍵氣味〗結合蛋白

                  近日,北京林業大◥學林學院陸鵬飛課題組在期刊“International Journal of Molecular Science”(中︾科院二區,TOP期刊,影響因子6.208)在線發表 “Key Residues Affecting Binding Affinity of Sirex noctilio Fabricius Odorant Binding Protein (SnocOBP9) to Aggregation Pheromone” (松樹蜂Sirex noctilio Fabricius氣味〗結合蛋白SnocOBP9的關鍵氨基酸殘基影響其與聚集信息素高攀結合能力)的研究論文,解析了SnocOBP9的¤功能及其分子機制,為松樹蜂有效監測提供重要策动理論基礎。

                  

                  松樹蜂 Sirex noctilio Fabricius, 1793,屬膜翅目 (Hymenoptera),樹蜂科(Siricidae),樹蜂屬 (Sirex) ,又名雲杉樹火焰爆发蜂,輻射松樹◤蜂,英文名European woodwasp或Sirex wasp,是國際上危害十分嚴重的■林業入侵生物,也是目前全球範圍內最為關註的林業有害生物言行计从之一(圖1)。該蟲原產於歐亞大陸和北非,國外主要危害ㄨ松屬Pinus,特別是野性赐福輻射松P. radiata。2013年在我國黑龍江省大慶市杜爾伯特蒙古自№治縣首次發現。2014年,松樹蜂被增列入《全國林業危♂險性有害生物名單》。因此,盡快深不可测提出我國松樹蜂有效監測技術,準確及時監測,果斷根除局地種群→→,避免進一步擴散蔓延斥候之箭,非常之重要。

                圖 1松缆线真樹蜂雄蜂↑(左)和雌蜂(右)

                  昆蟲信息素具有種特異性強、可靈活使用】、不受背景氣味幹擾国语等特點,可克服松樹蜂低密度種群的誘捕“盲區”,有利於樹蜂『監測。陸鵬飛課題組在利用昆蟲信息素方面開展了持續攻關。

                  前期,基於固相微◥萃取技術(SPME),質譜數據(GC-MS)、氣相色譜-觸角電位聯用(GC-EAD)活性物質篩選,明確鑒定出野蛮角斗士的光明法杖中國松樹蜂種群雄蜂揮發物的主要成份為順-3-癸烯醇,對雌、雄蜂均□有吸引活性。

                  之後,課題組基於觸角轉錄組疼俺,鑒定了松樹蜂全部化學感受基因,其中包括16種氣味結合蛋ㄨ白(Odorant Binding Proteins, OBPs) ,並發現SnocOBP9特殊蛋白:1)該蛋白與西方蜜蜂Apis mellifera性信▽息素結合蛋白AmelOBP1屬於同源基因摩根的岗哨,AmelOBP1主要結合蜂後信息素9-keto-2(E)-decenoic acid (9-ODA);2)其次,通過實時熒光定◣量(RT-qPCR)實驗發現,SnocOBP9在觸角中有著極影木披风高的表達,在其他組織中幾乎沒有表達,並且該氣味結ぷ合蛋白在雌、雄兩性間顯示出弱的表達偏向性,表示SnocOBP9在樹蜂的雌、雄兩性中均起著黑白电视重要作用,和早期工作順-3-癸烯醇』對雌、雄蜂均统治有吸引活性一致。因此,推測松樹蜂可能用SnocOBP9識別⌒ 聚集信息素順-3-癸烯醇(郭冰,2019;Guo et al., 2021)。

                  本次發表論文提供了更多的證據。

                  1)以西方蜜蜂A. mellifera ASP1蛋白选项卡為模板,成功進行SnocOBP9同源建模(圖2)

                圖2 SnocOBP9的蛋白建模與序列比對 (A) 模板Apis mellifera  ASP1 (PDB ID: 3cdn_A) (左)和模型  SnocOBP9 (右);

                (B) SnocOBP9與模板Apis mellifera信▽息素結合蛋白(AmelASP1)的氨基酸序列比接手對,3CDN_A代表AmelASP1。

                  2)通過Western-Blot與SDS-PAGE驗證了原核表達的結果分子量;LC-MS/MS結果驗證了純化後蛋白中〗含有大量的SnocOBP9;通過CD-Spectrum實驗驗證了SnocOBP9的二級結構占比(圖3)。

                圖3 SnocOBP9的Western-blot (A) 與SDS-PAGE (B)

                  3)通過與植物揮祖利安利斧發物,共生菌揮發物以及昆蟲信息素的熒光競爭實驗確△定了順-3-癸烯醇 (Z3D) 為SnocOBP9結合親和力最幽暗圣洁护肩強的化學配體(圖4)。

                圖4 突變前SnocOBP9與多種化學物質的熒光競爭與突變後SnocOBP9與順-3-癸烯醇▂的分子對接

                  4)為了解SnocOBP9與順-3-癸烯醇的結合特性和穩定性,通過分子對接,分子動毡帽力學以及虛擬丙氨酸掃描確定了SnocOBP9的五個殘基 (MET54, PHE57, PHE71, PHE74, LEU116) 是與順-3-癸∩烯醇結合的關鍵氨基酸殘基,並經套索單點突變與熒光競爭實驗進行了驗證,5個突變體SnocOBP9-MT (SnocOBP9-Mutant Type) 與順-3-癸烯醇的結合效果顯著下降。說明這五個氨基酸參與了疏水結◥合腔的形成,在與信息素順-3-癸烯醇的結合過程中起著张口掉舌重要的作用(圖5)。

                圖5 SnocOBP9的同源建勤俭模,疏水結合腔與聚類█分析後與順-3-癸烯醇的結合◣模式

                  下一步,課題組計劃通過分子實救命驗結合計算機模擬,對於部分松樹蜂的其他信息化學物質如(Z)-3-octen-ol, (Z)-3-dodecen-ol和 (Z)-4-decen-ol等開展︻研究,研究它們與其他嗅覺蛋白的相互作用機制,通過分羞羞答答子模擬大範圍、高通量、快速、高效篩選本想高活性配體,進一步∮篩選關鍵活性組份,優化√樹蜂誘芯。

                  北保值京林業大學林學院博士生郝恩華為論文第一作者,广东会app下载陸鵬飛教授●和中國醫學科學院藥用植物研究所喬海莉研究員為論文共同通訊作缕缕者。本研究得到國家自然科學基金項目玄酒瓠脯(31570643)的支持。

                  論文鏈接:https://www.mdpi.com/1422-0067/23/15/8456

                 

                作者:陸鵬飛丨審╳稿:黃華國

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