青海草原毛蟲雌蛾性腺氣味受體基因的鑒定及組織表達(dá)分析

摘要

為明確青海草原毛蟲Gynaephora qinghaiensis雌蛾性腺氣味受體（odorant receptors， ORs）基因的分子特性及組織表達(dá)水平， 進(jìn)而為后續(xù)基因功能的研究奠定基礎(chǔ)， 本研究利用生物信息學(xué)方法及RT-qPCR技術(shù)， 對性腺ORs基因進(jìn)行鑒定及表達(dá)譜分析。從性腺轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫共篩選鑒定出13個氣味受體基因（包括12個GqinORs， 1個GqinORco）， 其中只有GqinOR1具有1個信號肽;除GqinOR3、GqinOR7和GqinOR9以外， 其余GqinORs具有1～3個跨膜結(jié)構(gòu)域， GqinORco具有8個跨膜結(jié)構(gòu);GqinORs二級結(jié)構(gòu)以α螺旋為主。系統(tǒng)進(jìn)化分析表明，GqinORs可能與桃蛀螟Conogethes punctiferalis和小線角木蠹蛾Streltzoviella insularis的ORs具有共同祖先?；虮磉_(dá)譜分析發(fā)現(xiàn)， 性腺ORs基因在雌雄不同組織表現(xiàn)出不同的表達(dá)水平（Plt;0.05）， 13個氣味受體基因在性腺中都有表達(dá)， 且GqinOR8、GqinOR10在觸角和性腺中高表達(dá)。本研究為進(jìn)一步研究青海草原毛蟲氣味受體嗅覺功能提供重要依據(jù)。

關(guān)鍵詞

青海草原毛蟲;" 氣味受體;" 性腺;" 生物信息學(xué)分析;" 表達(dá)譜分析

中圖分類號：

S 812.6

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：" A

DOI：" 10.16688/j.zwbh.2024061

收稿日期：" 20240130""" 修訂日期：" 20240327

基金項(xiàng)目：

國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2022YFD1401101）

致" 謝：" 參加本試驗(yàn)部分工作的還有江代禮、譚翰杰、張能和紀(jì)燁斌等同學(xué)，特此一并致謝。

* 通信作者

E-mail：

ZhouYT@qhu.edu.cn

#

為并列第一作者

Identification and tissue expression profiling of odorant receptor genes in sex pheromone glands of female Gynaephora qinghaiensis （Lepidoptera： Lymantriidae）

LIU Zhanling1，nbsp; GAO Shujing2，" HAN Haibin2，" TANG Dejing1，" KONG Yisen1，PAN Xueneng1，" ZHOU Yuantao1*

（1. School of Agriculture and Animal Husbandry， Qinghai University， Xining" 810016， China;

2. Institute of Grassland Research， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Hohhot" 010010， China）

Abstract

To clarify the molecular characteristics and tissue-specific expression levels of odorant receptor （OR） genes in the sex pheromone glands of female Gynaephora qinghaiensis， this study employed bioinformatics and RT-qPCR techniques for gene identification and expression profile analysis. A total of 13 OR genes were screened and identified from the pheromone gland transcriptome database， including 12 GqinORs and 1 GqinORco. Only GqinOR1 had a signal peptide. Most GqinORs， except GqinOR3， GqinOR7 and GqinOR9， had one to three transmembrane domains， while GqinORco had eight transmembrane domains. The secondary structure of GqinORs is mainly composed of α helices. Phylogenetic analysis showed that GqinORs may share a common ancestor with ORs from Conogethes punctiferalis， and Streltzoviella insularis. Gene expression profile analysis showed that the expression levels of OR genes in different male and female tissues were significantly different （Plt;0.05）， with all 13 target genes expressed in sex pheromone glands， and GqinOR8 and GqinOR10 were highly expressed in the antennae and sex pheromone glands. This study provides an important basis for further research on olfactory functions in the odorant receptors of G.qinghaiensis.

Key words

Gynaephora qinghaiensis;" odorant receptors;" sex pheromone glands;" bioinformatics analysis;" expression profile analysis

氣味受體（odorant receptors， ORs）是位于昆蟲嗅覺感器內(nèi)神經(jīng)元樹突膜上的能夠識別化學(xué)感受蛋白（chemosensory proteins，CSPs）或氣味結(jié)合蛋白（odorant-binding proteins， OBPs）攜帶的氣味物質(zhì)的一類蛋白［12］。氣味受體最早在黑腹果蠅Drosophila melanogaster觸角中發(fā)現(xiàn)，由300～500個氨基酸組成， 其N端在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)， C端在胞外， 屬于G蛋白偶聯(lián)受體家族的一員， 它能引起嗅覺神經(jīng)元的電位反應(yīng)［34］。昆蟲的氣味受體分為傳統(tǒng)氣味受體（ORs）和共受體（olfactory receptor co-receptor， ORco）， 二者形成異源二聚體（ORs-ORco）識別氣味分子， 共同發(fā)揮嗅覺識別的生理功能［5］。傳統(tǒng)氣味受體在昆蟲中存在較為普遍， 通常在不同昆蟲間的同源性很低， 在進(jìn)化上高度分化， 用于識別特異性氣味物質(zhì)。共受體也稱非典型OR， 只存在于昆蟲中， 且每種昆蟲只有一種ORco， ORco在進(jìn)化上高度保守， 在不同昆蟲的嗅覺識別過程中行使相似的功能［6］， 其本身不具有氣味識別的功能， 也不直接與氣味配體結(jié)合， 但它能與OR結(jié)合， 共同識別氣味分子或結(jié)合氣味配體以增強(qiáng)傳統(tǒng)氣味受體識別氣味分子的能力［7］。昆蟲通過一系列感覺系統(tǒng)感知外界環(huán)境并識別信息， 如視覺、聽覺、嗅覺、味覺等， 其中嗅覺是昆蟲氣味識別、寄主定位、躲避天敵、覓食、求偶交配、產(chǎn)卵的關(guān)鍵感覺系統(tǒng)［8］， 氣味受體是識別化學(xué)信號分子的關(guān)鍵蛋白， ORs-ORco在昆蟲感受外界氣味分子的過程中， 特異性識別化學(xué)信號并轉(zhuǎn)化為電信號［9］。對昆蟲嗅覺進(jìn)行一定干擾或破壞， 將嚴(yán)重影響昆蟲對化學(xué)信號分子的識別， 進(jìn)而影響昆蟲的寄主定位、躲避天敵、覓食、求偶交配、產(chǎn)卵等重要生命行為活動， 所以對ORs的研究可以給害蟲防治帶來新機(jī)遇。目前已研究發(fā)現(xiàn)多種昆蟲的氣味受體， 如鱗翅目： 麥蛾Sitotroga cerealella （58個ORs）［10］、棉鈴蟲Helicoverpa armigera （60個ORs）［11］、仁扇舟蛾Clostera restitura （60個ORs）［12］;半翅目： 小貫小綠葉蟬Matsumurasca onukii （12個ORs）［13］、棉蚜Aphis gossypii （45個ORs）［14］、茶翅蝽Halyomorpha halys （11個ORs）［15］;膜翅目： 松毛蟲赤眼蜂Trichogramma dendrolimi （9個ORs）［16］;鞘翅目： 桑天牛 Apriona germari （22個ORs）［17］、綠豆象Callosobruchus chinensis （4個ORs）［18］等。

青海草原毛蟲Gynaephora qinghaiensis屬鱗翅目Lepidoptera毒蛾科Lymantriidae草原毛蟲屬Gynaephora， 又稱草原毛蟲， 因幼蟲頭殼呈紅色， 全身被黑色毛， 俗稱紅頭黑毛蟲［19］。目前， 全球發(fā)現(xiàn)并命名的草原毛蟲共有15種［20］， 其中7種主要分布在北半球的山區(qū)及平原， 其余8種分布在中國且都是青藏高原特有種［19］。草原毛蟲屬全變態(tài)類昆蟲， 有卵、幼蟲、蛹和成蟲4個發(fā)育階段， 幼蟲以頭殼寬度為依據(jù)可分為7個齡期［21］， 幼蟲期是青海草原毛蟲取食的營養(yǎng)階段， 也是大量取食牧草的為害階段;雌雄成蟲形態(tài)具有較大差異， 雌成蟲的胸足、翅以及觸角皆退化［20］。青海草原毛蟲喜食紫羊茅Festuca rubra等草地植被， 為害時蟲口密度大， 發(fā)生面積廣， 危害程度嚴(yán)重， 造成植被群落結(jié)構(gòu)破壞、草地退化以及草地生態(tài)環(huán)境惡化， 是高寒草甸常見食草性害蟲［2224］。劉振魁等［25］研究發(fā)現(xiàn)， 玉樹洲草原毛蟲為害面積達(dá)34.4萬hm2， 蟲口密度高達(dá)242.2頭/m2， 玉樹、稱多、瑪沁、甘德、同德等地區(qū)也有草原毛蟲嚴(yán)重為害現(xiàn)象發(fā)生。此外，青海草原毛蟲繁殖能力強(qiáng)， 幼蟲背部具有毒腺， 可導(dǎo)致家畜和人過敏，并且對極端惡劣環(huán)境， 如強(qiáng)紫外輻射、缺氧以及嚴(yán)寒等適應(yīng)性較強(qiáng)， 因而防治困難［26］。嗅覺在昆蟲識別氣味及性信息素等化學(xué)分子的過程中起關(guān)鍵作用［27］，研究青海草原毛蟲OR的功能可為其綠色防治提供新靶標(biāo)。在鱗翅目昆蟲中， 不同OR的表達(dá)模式與其功能緊密相關(guān)［28］。目前， 已有一些鱗翅目昆蟲氣味受體基因的鑒定以及其在觸角及性腺（sex pheromone glands， PG）中表達(dá)情況的相關(guān)報道， 如顏雅玲在仁扇舟蛾雌蟲性腺和雄蟲外生殖器轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中鑒定得到10個候選OR基因，其在觸角、性腺及外生殖器中表達(dá)存在顯著差異， 其中CresOR37、CresOR42、CresOR55在雄蟲觸角特異性表達(dá)［12］， 邢亞在冷杉梢斑螟Dioryctria abietella性腺轉(zhuǎn)錄組中發(fā)現(xiàn)4個OR基因［29］， 但未見對青海草原毛蟲性腺氣味受體基因的研究。本研究利用青海草原毛蟲性腺轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)， 篩選出青海草原毛蟲性腺中表達(dá)的OR基因， 通過生物信息學(xué)方法分析GqinORs的理化性質(zhì)、二三級結(jié)構(gòu)、多序列比對以及系統(tǒng)發(fā)育情況;并基于RT-qPCR技術(shù)分析GqinORs在雌雄成蟲不同組織中的表達(dá)情況， 為進(jìn)一步研究青海草原毛蟲氣味受體基因功能提供理論基礎(chǔ)。

1" 材料方法

1.1" 供試?yán)ハx

2023年6月在青海省海北州海晏縣（36°59′N， 100°52′E， 海拔3 095 m）采集青海草原毛蟲幼蟲， 于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)飼養(yǎng)［飼養(yǎng)條件： 溫度（26±1）℃， 相對濕度60%～80%， 光周期L∥D=16 h∥8 h］至羽化出雌雄成蟲。解剖并收集雌雄成蟲的頭、胸、腹、雄蟲觸角（雌成蟲觸角退化）以及雌蟲卵巢和性腺， 共9個樣品， 每個樣品取3個生物學(xué)重復(fù)， 每個生物學(xué)重復(fù)含10頭成蟲的組織， 標(biāo)記樣品并立即用液氮速凍保存至-80℃冰箱中備用。解剖性腺時為防止其分解與污染， 在顯微鏡下置于冰塊上解剖， 利用解剖刀去除頭部后， 輕輕擠壓腹部第3～4節(jié)， 迫使性腺從腹部末節(jié)伸出， 用手術(shù)剪剪下腺體， 快速置于液氮保存［30］。

1.2" 總RNA提取及cDNA合成

使用RNA提取試劑盒（索萊寶， 北京）提取各樣品（9個組織）總RNA， 并利用超微量分光光度計（凱奧科技， 北京）檢測各組織RNA純度， 利用反轉(zhuǎn)錄試劑盒（M-MLV）（索萊寶， 北京）將純度合格的RNA（OD260/OD280為1.8～2.2）反轉(zhuǎn)錄成cDNA，并保存于-20℃冰箱備用。

1.3" GqinORs序列獲取

在青海草原毛蟲性腺轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中， 以“OR”和“olfactory/odorant receptor ”為關(guān)鍵詞查找并篩選出氣味受體基因序列， 在NCBI網(wǎng)站進(jìn)行BLASTn比對（設(shè)定相似性大于50%）得到相似物種，利用在線網(wǎng)站ORFfinder（https：∥www.ncbi.nlm.nih.gov/orffinder/）對篩選出的OR基因序列進(jìn)行預(yù)測，得到ORF的氨基酸序列， 并將序列依次命名為GqinOR1～GqinOR12和GqinORco。

1.4" GqinORs的生物信息學(xué)分析

采用在線網(wǎng)站ProtParam（https：∥web.expasy.org/protparam/）對GqinORs進(jìn)行生物信息學(xué)分析;運(yùn)用Signalp4.1 Server（http：∥cbs.dtu.dk/services/Signalp/）預(yù)測GqinORs信號肽;采用在線網(wǎng)站SOPMA（https：∥npsaprabi.ibcp.fr/cgibin/secpred_sopma.pl）對GqinORs二級結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測;使用MEGA 7.0，采用NJ法

構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，

自展支持率（bootstrap）設(shè)置1 000次重復(fù)。

1.5" GqinORs的RT-qPCR檢測

以合成的cDNA樣品（雌雄成蟲的頭、胸、腹、雄成蟲觸角、雌成蟲卵巢及性腺）為模板， 9個樣品各含3次生物學(xué)重復(fù)， 每次生物學(xué)重復(fù)取3次技術(shù)重復(fù)。擴(kuò)增體系（20 μL）： 上、下游引物各0.8 μL， Master Mix 10 μL， ddH2O 7.4 μL和cDNA模板1 μL。在實(shí)時熒光定量PCR儀（ABI7500型）中進(jìn)行反應(yīng)， PCR擴(kuò)增條件： 95℃預(yù)變性1 min;95℃ 15 s、60℃ 15 s、72℃ 45 s， 40次循環(huán)。以雌成蟲性腺中的表達(dá)量為對照。

根據(jù)青海草原毛蟲雌成蟲性腺轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫中篩選獲得的GqinORs基因序列， 采用Oligo7軟件設(shè)計引物并委托北京睿博興科生物技術(shù)有限公司合成（表1）， 內(nèi)參基因（RPS15）引物來自于蘭州大學(xué)昆蟲實(shí)驗(yàn)室。

1.6" 數(shù)據(jù)分析

GqinORs在不同組織中的相對表達(dá)量以雌蟲性腺中的表達(dá)量為對照用2-ΔΔCT值法計算。利用SPSS軟件進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA）

，利用Duncan氏新復(fù)極差法比較

不同組織間GqinORs

表達(dá)量差異。

使用軟件Graphpad prism對GqinORs在雌雄間的表達(dá)量差異進(jìn)行t檢驗(yàn)并繪制組織表達(dá)譜。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 青海草原毛蟲性腺ORs的生物信息學(xué)分析

本研究通過青海草原毛蟲性腺轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫共篩選出青海草原毛蟲12個ORs和1個ORco（表2），經(jīng)過ORFfinder與NCBI BLAST驗(yàn)證，GqinORs核苷酸長度為282～1 185 bp，GqinORco核苷酸長度為1 422 bp。采用在線網(wǎng)站SignaIP4.1預(yù)測信號肽，結(jié)果表明青海草原毛蟲12個GqinORs中只有GqinOR1含有1個信號肽，GqinORco不具信號肽;采用在線網(wǎng)站TMHMM 2.0對GqinORs進(jìn)行跨膜結(jié)構(gòu)域預(yù)測，結(jié)果表明，除GqinOR3、GqinOR7和GqinOR9不具跨膜結(jié)構(gòu)域，其余GqinORs具有1～3個跨膜結(jié)構(gòu)域，GqinORco具有8個跨膜結(jié)構(gòu)域。將GqinORs與其他昆蟲的ORs序列進(jìn)行相似性比較，GqinOR12與小線角木蠹蛾Streltzoviella insularis OR16序列（GenBank登錄號為QLI62059.1）相似性達(dá)88.00%；GqinORco與疆夜蛾P(guān)eridroma saucia ORco序列（GenBank登錄號為AQY16483.1）相似性為88.37%；GqinOR2與小線角木蠹蛾OR51序列（GenBank登錄號為QLI62094.1）相似性為75.96%；GqinOR3與桃蛀螟Conogethes punctiferalis OR17序列（GenBank登錄號為ARO76423.1）相似性為75.18%，其余GqinORs基因與鱗翅目其他昆蟲物種相似性均高于50%，表明GqinORs與這些鱗翅目昆蟲序列可能同源。

2.2" 青海草原毛蟲性腺ORs理化性質(zhì)

青海草原毛蟲性腺中氣味受體蛋白理化性質(zhì)預(yù)測結(jié)果表明： 氨基酸長度在93～530 aa之間， 相對分子量在10.85～59.83 kD之間。脂肪系數(shù)較高， 在67.72～127.46之間。鑒定的ORs均為熱穩(wěn)定性蛋白。GqinOR2、GqinOR5、GqinOR7、GqinOR9、GqinOR10、GqinOR11、GqinOR12、GqinORco等電點(diǎn)位于8～10之間（偏堿性蛋白）;GqinOR1、GqinOR4、GqinOR6、GqinOR8等電點(diǎn)在6～7之間（弱酸性蛋白）。GqinOR正電荷殘基數(shù)目在8～50之間， 負(fù)電荷殘基數(shù)目在3～50之間;GqinORco正電荷殘基數(shù)目為42， 負(fù)電荷殘基數(shù)目為36。GqinOR1、GqinOR2、GqinOR4、GqinOR6、GqinOR7、GqinOR11不穩(wěn)定系數(shù)大于40（蛋白性質(zhì)不穩(wěn)定）。GqinOR3的總平均疏水性lt;-0.5（親水性蛋白）;GqinOR4、GqinOR6、GqinOR8、GqinOR9的總平均疏水性gt;0.5（疏水性蛋白）;其余GqinOR的總平均疏水性都介于-0.5～0.5之間（兩性蛋白）（表3）。

2.3" 青海草原毛蟲性腺ORs的二級結(jié)構(gòu)預(yù)測

GqinORs二級結(jié)構(gòu)預(yù)測發(fā)現(xiàn)α螺旋、無規(guī)則卷曲和延伸鏈?zhǔn)瞧涠壗Y(jié)構(gòu)的主要組成部分， β折疊所占比例最少。除GqinOR3二級結(jié)構(gòu)主要由無規(guī)則卷曲構(gòu)成， 占主要組成部分的52.79%， 其余GqinORs以及GqinORco二級結(jié)構(gòu)組成部分中α螺旋所占比例最高， 且所占比例均在50%以上， 其中GqinOR4和GqinOR5 α螺旋含量最高， 均為70.98%， 其次無規(guī)則卷曲所占比例為12%～25.28%， 延伸鏈所占比例為10.27%～29.66%， β折疊所占比例最少， 為0.85%～6.54%（表4，圖1）。

2.4" 青海草原毛蟲性腺ORs的系統(tǒng)進(jìn)化分析

利用12個GqinORs以及1個GqinORco和篩選出的鱗翅目其他35種昆蟲的81個ORs氨基酸序列用NJ法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹（共94條序列）。結(jié)果顯示，所有的GqinORs都與鱗翅目昆蟲ORs聚到一起（圖2）， 其中GqinORco與黃地老虎Agrotis segetum、Protegira songi、棉鈴蟲、草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda、疆夜蛾、粉紋夜蛾Trichoplusia ni、桑螟Glyphodes pyloalis等昆蟲ORco聚在同一進(jìn)化支， 表明所鑒定ORco與這些蛾類親緣關(guān)系較近;GqinOR3與桃蛀螟在同一進(jìn)化支;GqinOR6、GqinOR7與團(tuán)花絹野螟Diaphania glaucularis在同一進(jìn)化支;GqinOR8與馬尾松毛蟲Dendrolimus punctatus在同一進(jìn)化支;GqinOR10與松蛀螟、桃蛀螟聚在同一進(jìn)化支， 并且GqinOR8和GqinOR10與進(jìn)行建樹的其他鱗翅目昆蟲的PR（性信息素受體）聚在同一大進(jìn)化支， 推測這兩個OR為青海草原毛蟲PR;GqinOR12與小線角木蠹蛾在同一進(jìn)化支;因此推測青海草原毛蟲性腺中ORs與桃蛀螟以及小線角木蠹蛾ORs可能具有共同祖先。

2.5" 青海草原毛蟲性腺OR基因的組織表達(dá)譜分析

本研究通過RT-qPCR技術(shù)， 以各基因在雌成蟲性腺中的表達(dá)量作為對照， 測定GqinORs在青海草原毛蟲不同組織（雌雄成蟲頭、胸、腹、雄蟲觸角、雌蟲卵巢及性腺）中的表達(dá)情況， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)， GqinORs在不同組織中的表達(dá)量呈現(xiàn)不同水平， 12個GqinORs及GqinORco在雌蟲性腺中均有表達(dá)， 其中GqinOR2、GqinOR3、GqinOR4、GqinOR5、GqinOR6、GqinOR8、GqinOR9、GqinOR10在雌蟲性腺表達(dá)量顯著高于其他組織（Plt;0.05）;除GqinOR7、GqinOR11、GqinOR12之外， 其余9個GqinORs及GqinORco在雄蟲觸角中均有表達(dá)， 其中： GqinOR1、GqinOR4、GqinOR8、GqinOR9、GqinOR10在雄成蟲觸角表達(dá)量顯著高于其他組織（Plt;0.05）;除GqinOR2、GqinOR4、GqinOR5、GqinOR8、GqinOR11、GqinORco等基因在雌蟲卵巢不表達(dá)或微量表達(dá)， 其余GqinORs在雌蟲卵巢中均有表達(dá)， 且GqinOR7表達(dá)量顯著高于其他組織（Plt;0.05）;GqinOR2、GqinOR3、GqinOR6、GqinOR7、GqinOR8、GqinOR11在雌雄成蟲頭部幾乎不表達(dá)， GqinOR12在雌雄成蟲頭部均有表達(dá)， 且表達(dá)量無顯著差異， 其余GqinORs在雌雄蟲頭部表達(dá)量均存在顯著差異， GqinOR1、GqinOR4、GqinOR5、GqinOR9在雌蟲頭部表達(dá)量顯著高于雄蟲頭部， GqinORco在雄蟲頭部表達(dá)量顯著高于雌蟲頭部（Plt;0.05）;此外， 除GqinOR10在雌雄成蟲胸部幾乎不表達(dá)或微量表達(dá)， 其余GqinORs在雌雄成蟲胸部均有表達(dá)， 且表達(dá)量存在顯著差異， 其中GqinOR1～GqinOR9、GqinOR12、GqinORco呈現(xiàn)雄性偏好表達(dá)模式， GqinOR11則呈現(xiàn)雌性偏好模式（Plt;0.05）;GqinOR2、GqinOR10在雌雄成蟲腹部幾乎不表達(dá)或微量表達(dá)， 而GqinORco及其余GqinORs在雌雄成蟲腹部的表達(dá)量存在差異， 其中GqinOR1、GqinOR3、GqinOR5、GqinOR6、GqinOR9、GqinOR12、GqinORco在雄成蟲腹部表達(dá)量顯著高于雌蟲（Plt;0.05），呈現(xiàn)雄性偏好表達(dá)模式， 而GqinOR4、GqinOR7、GqinOR8、GqinOR11在雌成蟲腹部表達(dá)量顯著高于雄蟲（Plt;0.05），呈現(xiàn)雌性偏好表達(dá)模式（圖3）。

3" 結(jié)論與討論

基于青海草原毛蟲性腺轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，共篩選并鑒定出12個GqinORs和1個GqinORco，其數(shù)目少于棉鈴蟲（60個ORs）［31］、斜紋夜蛾（26個ORs）［32］、海灰翅夜蛾Spodoptera littoralis（47個ORs）［33］，可能是因?yàn)槲覀冭b定出的GqinORs僅來自于青海草原毛蟲雌蟲性腺轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫，而以上物種ORs來自于雌雄蟲觸角（棉鈴蟲、斜紋夜蛾）或成蟲觸角、幼蟲組織（?；页嵋苟辏┺D(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)庫。本研究鑒定的GqinORs只有GqinOR1具有1個信號肽，推測GqinOR1可能是分泌蛋白;二級結(jié)構(gòu)預(yù)測顯示，GqinORs二級結(jié)構(gòu)主要由α螺旋構(gòu)成，α螺旋和β折疊空間結(jié)構(gòu)不易發(fā)生改變，無規(guī)則卷曲空間結(jié)構(gòu)易于發(fā)生改變［34］。將GqinORs與其他昆蟲的ORs序列進(jìn)行相似性比較發(fā)現(xiàn)，青海草原毛蟲性腺氣味受體與參與比對的鱗翅目昆蟲物種相似性均高于50%，表明GqinORs與這些鱗翅目昆蟲的ORs可能同源。ORco是昆蟲中保守受體，已被建議作為控制害蟲的引誘靶標(biāo)，系統(tǒng)發(fā)育分析表明，GqinORco與參與比對的鱗翅目昆蟲的ORco聚在一起，這符合氣味共受體ORco為保守受體的特點(diǎn)［35］;GqinOR8和GqinOR10與鱗翅目昆蟲PR（性信息素受體）聚在同一進(jìn)化支，推測這2個OR為青海草原毛蟲的PR，且GqinORs主要與桃蛀螟、小線角木蠹蛾的ORs聚在一起，推測其與這些昆蟲ORs可能具有共同祖先。

氣味受體是存在于昆蟲嗅覺神經(jīng)元上能特異結(jié)合外界氣味分子的膜蛋白。有研究表明，鱗翅目昆蟲接收性信息素的感受器如毛形感器和耳形感器基本都位于觸角上［36］，大多數(shù)ORs在昆蟲觸角中顯著表達(dá)，從而在昆蟲嗅覺機(jī)制中發(fā)揮關(guān)鍵作用［12］，本研究通過RT-qPCR發(fā)現(xiàn)，GqinOR1、GqinOR4、GqinOR8、GqinOR9、GqinOR10在雄成蟲觸角的表達(dá)量顯著高于雄蟲其他組織（Plt;0.05），且推測GqinOR8和GqinOR10可能為青海草原毛蟲PR，其在雄蟲觸角以及雌蟲性腺中高表達(dá)，與鱗翅目昆蟲由雄性識別性信息素的特征相一致［3738］。同時GqinOR10在雄蟲觸角表達(dá)量較GqinOR8更高，因此推測GqinOR10可能在青海草原毛蟲雄蟲識別性信息素的過程中有重要作用，并且這幾個在觸角高表達(dá)的ORs可能參與青海草原毛蟲嗅覺感受，進(jìn)而在雄蛾尋找配偶及寄主定位中發(fā)揮作用［39］;ORco是高度保守的氣味共受體，與普通OR共同發(fā)揮嗅覺功能［4041］，GqinORco在雄蟲觸角高表達(dá)，這符合ORco基因家族的表達(dá)特征［42］，表明ORco與傳統(tǒng)氣味受體

協(xié)作， 形成異源OR-ORco二聚體， 共同識別外界氣味分子;顏雅玲對仁扇舟蛾氣味受體組織表達(dá)的研究表明， 在性腺中高表達(dá)的OR可能參與雌蟲交配時對性信息素的識別［12］， 昆蟲性信息素是由性信息素腺體產(chǎn)生， 通過特定部位釋放到體外［43］。青海草原毛蟲12個GqinORs及GqinORco在雌蟲性腺中均有表達(dá)， 其中GqinOR2、GqinOR3、GqinOR4、GqinOR5、GqinOR6、GqinOR8、GqinOR9、GqinOR10和GqinORco在雌蟲性腺表達(dá)量顯著高于雌蟲其他組織， 推測這些ORs同樣與雌雄成蟲交配時對性信息素的識別及合成有關(guān);雌性昆蟲內(nèi)生殖系統(tǒng)由卵巢、受精囊、生殖腔、輸卵管以及性腺構(gòu)成， 與昆蟲受精、產(chǎn)卵和生殖發(fā)育有關(guān)［44］， 卵巢是昆蟲重要生殖器官， GqinOR7在雌蟲卵巢特異表達(dá)， 推測該受體參與昆蟲產(chǎn)卵進(jìn)而影響其生殖發(fā)育;路藝等對綠盲蝽屬和中華蜜蜂亞科物種的研究發(fā)現(xiàn)， 昆蟲的頭部（僅去除觸角）表面存在大量感器， 因此OR能在昆蟲頭部高表達(dá)［45］， 推測青海草原毛蟲存在相同情況， GqinOR12在雌雄成蟲頭部表達(dá)量較高， 則該受體可能特異表達(dá)于頭部感器中， 從而感受外界氣味分子;GqinOR11、GqinOR12在雌雄成蟲胸部表達(dá)水平較高， 推測這些受體可能表達(dá)于胸部表皮感器中， 從而在昆蟲非特異性嗅覺組織中發(fā)揮嗅覺功能;研究表明，昆蟲能利用雄性腹部末端表皮碳?xì)浠衔镒鳛榻佑|性信息素［4647］， 此外，研究發(fā)現(xiàn)煙芽夜蛾Heliothis virescens腹部表達(dá)的OR可能參與雌雄蛾之間的識別［48］， GqinOR6在腹部特異表達(dá)， 推測該受體可能在青海草原毛蟲識別性信息素以及雌雄蛾相互識別的過程中扮演重要角色。

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（責(zé)任編輯：楊明麗）