昆蟲嗅覺是由多種蛋白分子參與的復(fù)雜的化學(xué)信號(hào)傳遞過程。嗅覺參與昆蟲的尋偶、覓食、交配、產(chǎn)卵、種群管理等多種生理活動(dòng)并發(fā)揮至關(guān)重要的作用。中華蜜蜂Apis cerana cerana是我國特有的蜜蜂品種,其高度靈敏的嗅覺系統(tǒng)能在復(fù)雜的氣味環(huán)境中識(shí)別群體內(nèi)化學(xué)信號(hào)以及區(qū)分從食物源散發(fā)出的特異性氣味分子,而蜜蜂識(shí)別氣味分子的行為與其嗅覺系統(tǒng)中相關(guān)蛋白的功能有著密切的關(guān)系。本研究選用中華蜜蜂氣味受體Acer Or1和Acer Or2作為研究對(duì)象,從中華蜜蜂體內(nèi)外探討了它們潛在的生物學(xué)功能,并對(duì)其可能參與的Ca²⁺/Ca M/Ca MKII信號(hào)通路,及其參與調(diào)控雄蜂精子活力進(jìn)行了初探。本研究的主要結(jié)果如下:（1）通過飼喂法介導(dǎo)RNAi的方法對(duì)氣味受Acer Or1和Acer Or2基因在中華蜜蜂體內(nèi)的功能進(jìn)行了初步探索。結(jié)果顯示:飼喂ds RNA后能顯著降低中華蜜蜂體內(nèi)Acer Or1和Acer Or2 m RNA和蛋白質(zhì)的表達(dá)水平,且Acer Or1沉默效果最好的是218 bp大小的短鏈ds RNA,而Acer Or2沉默效果最好的是471 bp的長鏈ds RNA。飼喂中... 

【文章來源】：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

昆蟲與其周圍的氣味信息Fig.1-1Insectandtheirsurroundingsodorworld

-4-系統(tǒng)后被整合并加工，引起昆蟲產(chǎn)生相應(yīng)的行為反應(yīng)。氣味受體在外周嗅覺系統(tǒng)對(duì)氣味分子的傳導(dǎo)過程中發(fā)揮了核心作用，哪些蛋白在嗅覺神經(jīng)中通過什么樣的作用機(jī)制對(duì)氣味信號(hào)進(jìn)行編碼一直是研究的熱點(diǎn)。隨著基因測(cè)序技術(shù)及生物信息學(xué)技術(shù)的發(fā)展，嗅覺相關(guān)基因家族尤其是氣味受體得到了鑒定，推動(dòng)了昆蟲嗅覺機(jī)制研究的快速發(fā)展。1.1昆蟲嗅覺識(shí)別過程昆蟲的嗅覺識(shí)別過程非常復(fù)雜，需要多種嗅覺相關(guān)蛋白的參與�？梢院唵胃爬橐韵聨讉�(gè)步驟（如圖1-2）：（1）周圍環(huán)境中的各種疏水性的氣味小分子通過昆蟲觸角和下頜須表面所被覆的微極孔擴(kuò)散進(jìn)入到感器淋巴液中，進(jìn)入感器腔內(nèi)的氣味分子首先與其中的OBPs或CSPs進(jìn)行結(jié)合并形成復(fù)合物，在它們的協(xié)助下運(yùn)輸?shù)叫嵊X神經(jīng)元（Olfactorysensoryneurons，OSNs）樹突膜上。（2）樹突膜上表達(dá)的ORs或IRs等被氣味分子激活[3-6]。樹突膜通透性發(fā)生改變，ORs或IRs等將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)產(chǎn)生動(dòng)作電位，沿軸突遞至觸角葉進(jìn)而激活腦部的嗅覺中樞神經(jīng)系統(tǒng)，釋放出神經(jīng)沖動(dòng)指導(dǎo)昆蟲產(chǎn)生出相應(yīng)的生理和行為反應(yīng)。（3）氣味分子在氣味降解酶的作用下被降解失活。研究還表明，SNMPs也參與了昆蟲外周嗅覺系統(tǒng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的過程[7,8]。圖1-2昆蟲外周神經(jīng)系統(tǒng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)示意圖Fig.1-2Signaltransductionoftheperipheralnervoussystemofinsects1.2昆蟲氣味受體介導(dǎo)的嗅覺信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)

-5-當(dāng)環(huán)境中的氣味分子刺激昆蟲氣味受體后是如何將嗅覺化學(xué)信號(hào)傳至高級(jí)中樞并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)？目前存在兩種假說解釋Orco/ORs介導(dǎo)的嗅覺信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路：一種是陽離子配體門控通路（Ligandgatedionchannel），另一種是代謝型通路。前者認(rèn)為氣味分子激活ORs后導(dǎo)致Orco/ORs復(fù)合體離子通道的開放，使細(xì)胞內(nèi)外形成離子流（例如K+外流，Na+和Ca2+內(nèi)流），最終產(chǎn)生動(dòng)作電位[9,10]（圖1-3A）；而后者認(rèn)為氣味分子激活ORs后，一方面可以快速打開Orco單獨(dú)形成的離子通道，導(dǎo)致離子產(chǎn)生跨膜流動(dòng)，使細(xì)胞去極化而產(chǎn)生動(dòng)作電位。另一方面ORs激發(fā)下游GTP介導(dǎo)第二信使轉(zhuǎn)導(dǎo)，使細(xì)胞內(nèi)cAMP濃度顯著升高，形成一種慢速而持久的嗅覺反應(yīng)[11-15]（圖1-3B）。圖1-3昆蟲氣味受體介導(dǎo)的嗅覺信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)假說Fig.1-3Theolfactorysignaltransductionhypothesismediatedbyinsectodorreceptor.2昆蟲氣味受體的研究進(jìn)展2.1昆蟲氣味受體的種類從第一個(gè)氣味受體在果蠅Drosophilamelanogaster中被鑒定出來以后[16]，研究者們利用各種分子、生化手段不斷的從昆蟲中尋找新的氣味受體，特別是近年來生物信息學(xué)和轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的ORs基因被鑒定出來[17,18]。到目前為止，從果蠅體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了62個(gè)ORs基因，家蠶Bombyxmori中49個(gè)ORs[19]，胡桃胭脂天牛Megacyllenecaryae中57個(gè)ORs[20]，果蠅Drosophilamelanogaster中62個(gè)ORs[21]，岡

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3245668