嗅觉是昆虫感知外界环境的一个重要手段,在长期进化过程中昆虫形成了一套高度灵敏的嗅觉系统,通过该系统昆虫可以完成寄主定位、觅食、寻觅配偶、选择产卵位点及防御敌害等多种行为。害虫为害严重威胁了我国农业可持续发展和粮食安全,近年来,针对害虫灵敏的嗅觉系统开发的害虫嗅觉行为调控技术受到了大家的重视。截至目前为止,超过1600种蛾类的性信息素成分得Korean medicine到鉴定,越来越多农业害虫的性信息素投入商业化生产,在预测预报、交配干扰和诱杀防治等方面都有所应用。随着对性信息素的研究不断深入,性信息素在田间释放速率较快、稳定性差、合成成本高等问题日益凸显。昆虫性信息素类似物作为昆虫天然性信息素的衍生物,具有更好的物理和化学特性,可以有效地弥补天然性信息素的不足,能够更为有效地调节昆虫的化学通讯和行为活动。基于性信息素类似物有以上优点,我们合作团队筛选到一种二点委夜蛾的性信息素类似物E3,发现其在田间单独使用时就能高效吸引雄性二点委夜蛾。本研究以二点委夜蛾为研究对象,用室内行为实验验证类似物的高效吸引效果,利用触角转录组测序分析相关的气味受体(odorant receptor,OR),对相关气味受体进行克隆,并利用爪蟾卵母细胞结合双电极电压钳技术对气味受体的体外功能进行验证。探究二点委夜蛾感受性信息素类似物E3的机制,为开发更为高效的性诱剂提供了科学依据,还能为害虫的绿色防控提供新想法。本研究的主要结果如下:1.二点委夜蛾对性信息素类似物的行为反应及触角电位反应利用Y型嗅觉仪进行行为选择实验来验证E3对二点委夜蛾的吸引效果,结果表明性信息素类似物E3可特异吸引雄蛾,而对雌蛾无吸引效果;性信息素类似物E3对雄蛾的吸引效果显著,且比性信息素的吸引效果更好。不同剂量的性信息素类似物E3中,10μg时对雄蛾的吸引效果最好。利用EAG检测了二点委夜蛾雌雄蛾触角对E3的电生理反应,证明E3可以引起二点委夜蛾的触角电位反应;随着E3浓度的不断增加,二点委夜蛾雄蛾触角对selleck HPLC其的反应存在剂量效应。2.二点委夜蛾触角转录组测序与分析利用Illumina Hiseq对二点委夜蛾雌雄虫触角转录组进行了测序,获得35.97Mb和38.44Mb的clean-reads,组装后分别有44337和44806个Unigenes,进行聚类后得到53388个Unigenes,总长度、平均长度、N50以及GC含量分别为76013235 bp、1423 bp、2932 bp和41.18%。在对转录组进行注释和鉴定后,共得到60个ORs,除了四个已知的性信息素受体PRs(AlepOR3,AlepOR4,AlepOR5,AlepOR6)外,鉴定到两个新的PRs,AlepOR47和AlepOR62。此外,还发现了一个位于鳞翅目昆虫新PR分支的OR,AlepOR9。3.二点委夜蛾性信息素受体的体外功能研究克隆获得了二点委夜蛾的6个典型PRs基因(AlepOR3,AlepOR4,AlepOR5,AlepOR6,AlepOR47,AlepOR62)和1个新分支PR(AlepOR9)的全长序列,利用爪蟾卵母细胞对这些PRs进行了体外表达,利用双电极电压钳技术检测了它们对性信息素类似物E3、二点委夜蛾性信息素Colforsin作用组分和近缘物种性信息素组分的反应。其中,AlepOR6和AlepOR62对类似物E3有明显的电生理反应。4.二点委夜蛾雄蛾高表达普通气味受体的体外功能研究对文献中报道的6个在二点委夜蛾雄蛾中高表达的普通ORs进行研究(AlepOR8,AlepOR14,AlepOR36,AlepOR37,AlepOR51,AlepOR54),克隆获得了这6个ORs的全长序列,利用爪蟾卵母细胞对这些ORs进行了体外表达,并借助双电极电压钳技术检测了它们对二点委夜蛾性信息素组分、性信息素类似物E3和寄主植物挥发物的电生理反应。结果显示,以上6个ORs对E3均无电生理反应,但对一些重要的寄主植物挥发物有电生理反应。AlepOR8对苯甲醛有特异性电生理反应,AlepOR14对苯乙醛有强烈的电生理反应,AlepOR54对丁香酚有特异性电生理反应。