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  • 2022-06-16 12:40:24 发布

中华蜜蜂气味受体基因aceror1和aceroreo的表达及定位研究

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’..一:分类号S891'学 ̄?r巧if丈聲全日制硕±学位论文中华蜜蜂气味受体基因和的表达及定位研究姓名;杨珊珊指导教师;姜玉锁教授学科专业;动物遗传育种与繁殖培养单位:动物科技学院中国?山西?太谷二〇—五年六月 t.,.'-.‘■V.VSh汪nxi■Aricultur泣IUniversitgyFu-lltimeMasterDereeDissertationgExpressionandLocaliza村onAnalysisofOdorantRec巧t:orGenesandintheChineseHoneybeeApisceranacerana,Name:ShanshananygSupervisor:Prof.YusuoianjgMaor;AnimalGeneticsBreedinandReproductionj,gTrainingUnit:ColleeofAnimalScienceandVeterinarMedicinegyTaiguShanxiChinaJune2015, 学位论文原创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文,是在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文研究做出过重要贡献的个人和集体,均已在文中乂明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。"v矜作者签違(亲笔化年!)巧学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定。即学位论文的知识产权属山西农业大学;同意学校保留并向国家有关部口或抗构连交论文的原件、复印件和电子版;允许茲文疲查阅和借"阅^乂将学位论文的全部或部分内容编入有;本人授权山西农业大学可关数据库进行检索,可从采用影印、缩印或扭描等复制手段保存、;〔编学位论文。為>〇r作者签若:/J日(亲笔)痴碱f年^月方导师签名(亲笔):抑X年^月曰 本研究由国家自然科学基金项目(项目编号:31272513)提供资助ThisworkwassupportedbyrantsfromgChineseNationalNaturalScienceFoundation(No.31272513) 目录1摘要一第章文献综述212.昆虫的嗅觉感器2.昆虫嗅觉相关蛋白32.1气味结合蛋白OBPs42.2化学感受蛋白CSPs42.3神经元膜蛋白SNMPs52.4气味降解酶ODES52.5气味受体ORs63嗅觉信号转导途径74本研究的目的与意义9第二章和A^erOrcomRNA在中蜂各组织的表达研究111试验材斜与方法11111.试验材料11丄1试验样本采集111丄2试验仪器111丄3试验试剂121.2试验方法12112.2.1溶液的配置112.2.2总RNA的提取及检测1.2.3反转录131.2.4引物设计13114.2.5反应条件的优化114.2.6标准曲线的建立1.2.7心的相对定量分析141.2.8数据处理与分析142结果与分析1512.1总RNA提取及检测5215.2标准曲线的建立2.3样品扩增动力学曲线及烙解曲线162.4内勤蜂和采集蜂的表达特点18 2.5内勤蜂和采集蜂的表达特点193.论20421.小结第H章AcerOrl和AcerOrco受体蛋白在中蜂各组织的表达研究221材料与方法221.1试验样本采集221.2试验仪器及试剂221.2.1试验仪器221.2.2试验试剂及配方231.3试验方法241.3.1多克隆抗体的制各241.3.2组织蛋白样品的制备251.3.3蛋白含量的测定251-.3.4SDS聚丙帰醜胺凝胶电泳251.3.5转膜26261.3.6免疫反应1.3.7ECL化学发光检测272结果与分析272.1多克隆抗体检测结果272.2蛋白提取效果的检测28sern-2.3wetblot结果及分析292.3.1AcerOrl在内勤蜂和采集蜂各姐织中蛋白的相对表达分析292.3.2rrcoAceO在内勤蜂和采集蜂各组织中蛋白的相对表这分析293讨论304小结31第四章AcerOrl、AcerOrco在中蜂触角中的表达定位321试验材料与方法321.1试验材料321丄1试验样本采集321丄2主要仪器321丄3主要试剂321.2试验方法331.2.1主要溶液的配置331.2.2试验步骤33 2结果与分析343it论364小结37全文结38参考献39Abstract45^47 中华蜜蜂气味受体基因和的表达及定位妍究摘要昆虫的嗅觉系统复杂而灵敏这是露虫为适应外界复杂环境长期进化的结果。昆虫,依靠灵敏的嗅觉进行宽食、选择栖息地、个体间交流信息W及交配繁殖后代等。中华蜜蜂是原产于我国的优民蜂种,具有节省饲料、耐寒耐热、抗蠕和抗美幼病等优点,非常适合为山区和冬季开花的植物进行授粉,对保持我国植物多样性起到了非常重要的作用。本研究W中华蜜蜂为研究对象,从转录和翻译水平对中蜂气味受体基因八yicerOrco进行定量及蛋白水平的表达定位研究,获得如下结果:(1)采用巧光定量?0民技术,对中蜂气味受体基因_(4£;6八>7、^4(;6八於;0在内勤蜂和采集蜂各组织中mRNA的相对表达量进行研究。结果表明,转录本在内勤蜂和采集蜂各组织中均有表达,其中触角中的表达量最高。另外,两基因在采集蜂各组织中的表达量普遍高于内勤蜂。(2)根据两基因cDNA序列设计合成多肤段免瘦制备多克隆抗体利用Westernblot,,技术对两蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中蛋白的相对表达情况进行研究。结果显示,在内勤蜂和采集蜂的胸部表达最多而则主要集中在头部表达。,U)通过免疫组织化学技术对两气味受体基因在中蜂工蜂触角中蛋白的表达进行定位分析。结果表明,AcerOrl主要在靠近触角底膜的板形感器的神经元细胞中表达,这与Ac■而AcerOrco在板形感器和毛形感器中均有表达erOrco的共受体身伤和功能相对,应。本研究通过对中华蜜蜂气味受体基因AcerOrl、AcerOrco的表达及定位研究,为深入探讨中华蜜蜂嗅觉感受机制一定的科学依,揭示中蜂优越的蜜粉源搜寻能力提供了据。关键词:mRNA表达中华蜜蜂;气味受体基因;;;蛋白表达蛋白定位--1 第一章文献综述1.昆虫的嗅觉感器一昆虫的嗅觉感器是由器官表皮细胞特化形成的种表皮突起,由毛原细胞、感觉神l经元细胞所形成还附加辅助细胞tj,有时,主要分布于触角,少部分位于下飄须、下唇须嗅觉感器的表皮上有很多微孔,外界环境中的气味分子可W经由送些微孔进入嗅一W1-里面充满了淋巴液觉感器中。嗅觉感器中部是个空腔(图1),在淋己液内分布,有许多感受神经元的树突一个昆虫嗅觉感受器中通常,这是嗅觉信号转导发生的场所。包含有一个或多个嗅觉神经元,每个神经元细胞上的树突都很发达,用W接受外界气味一一分子所传递的化学信号神经元细胞另端的轴突直延伸到触角叶,经由触角叶将67’’—pj嗅觉受体转导的电信号传导至更高的神经回合中也覃体。。。\/思器淋己液1"M:厂r?神结元IsT。I友持油胞层\,\"画I????^^—M—I軸突W图-1昆1虫嗔觉感器结构模式图的-cascremofnsec打g.11Tilltrutuitolfactorsensil山ypyy在昆虫诸多类型的感器中,可W执行嗅觉功能的主要有板形感器、毛形感器、腔锥、989Elt形感器锥形感器等。1,北京大学杜芝兰首次利用扫描电镜(ScanningecronM’icroscopy)对中华蜜蜂(如zscmmacerana)工蜂触角上的感受器进行了研究,其中与嗅觉相关的感器研究结果如下:(1)板形感器(sp):是在工蜂触角上分布最多的感器,也是中华蜜蜂嗅觉感受的主要感器一。主要分布在触角的第H到第十鞭节,紫密排列在起,覆盖于触角的表面上呈滿圆形的盘状结构一。圆盘外侧环绕着,,个楠圆环形的宽边在放大倍数较大的情W况下能够看到上面有许多沟福射延伸到盘中央。板形感器在触角背面的分布比腹面多。-2- a)毛形感器(St);根据长度、形态上的差异分为多种类型,共同的特点是呈毛,状,槽为圆形,术端稍纯,表面光滑,逐渐均匀的变细,内部中空。其中毛形感器(St)一W是工蜂触角上最普通的种感受器,在板形感器的丰富区内混合分布。一(3)腔锥感器(SCC);呈小孔状的结构,孔略呈楠圆形。在孔的底部常有个粗--411壮的小锥状物仲出,长度约2.43.91111直径约为4.5〇,在柄^,孔的^节和梗节上都有分W布。(4)锥形感器(sb):形状粗大而直立,似木粧,顶端相当纯,非中空,有几种一大小不同的类型。基部周围的膜般不像毛形感器下沉的那样深,槽呈圆形,在折断的一23-感器内没有关节与它相连,,因此,感器只能倾斜而不能弯曲,般长度约为27叫nW从第H鞭节到第九鞭节都有它的分布。2.昆虫嗅觉相关蛋白AIR■<?:础。募秦?:O資巧袭窠:j,OB护.....-鐵t次^品。f\f^公’"’Vto贫-誦心I謂穿韦W一CYTOSOLW图-2琵虫嗔觉感受过程示意图15[]F-isrocess.12Diaramfinsectolfactorsensatoniggoyp5t3(-屋虫的嗅觉感受过程十分复杂,基本过程为图12):外界环境中的气味分子经由嗅觉感器表皮上的微孔进入到感器腔内,与感器淋巴液中的气味结合蛋白odoran-emosensorroensPs(tbindingroteins,OBPs)或化学感受蛋白(chypti,CS)相p-OBP/CSPs复合体穿过淋己液到达嗅觉神经元树突膜,与结合,形成复合体;气味分子膜上的气味受体(odorantreceptors,0民S)和神经元膜蛋白(sensoryneuronmembrane-3- proteins,SNMPs)相互作用,从而使膜通透性发生变化阳离子内流,产生动作电化一在电信号传入中枢神经系统,引起昆虫系列生理和行为反应后,OBPs作用于气味分P1r-deradinenzmess)。子,使其失活,最后由气味降解酶(odoggy,ODE将其降解2.1气味结合蛋白OBPs一一些疏水性的小分子气味分子般是,它们必须通过由昆虫嗅觉感器淋己液形成的水环境才能到达神经元树突膜一,与膜上的受体结合。在送种情况下,种在感器淋己液一OBP蛋白家族发挥了重要的作用中高丰度表达的特定分泌蛋白。s是由昆虫触角感受神经元细胞外层的支持细胞分泌-OBP,通常由160180个氨基酸组成的水溶性蛋白。OBPs家族内成员间的序列相似性通常小于20%,并可通过短的特征一序列进行鉴定。般OBPs被认为参与气味小分子的运输,但现在多项研究表明,OBPs还具有其它多种功能tW。昆虫OBPs最初是从鱗翅目昆虫中分离得到的,最近又在i4w[’巧[]同果蜗_Dmso抑航!/we/anogaster、西方蜜蜂作iswe佩如a、真菌、冈比亚按蚊’"i9[’]口"yiwo/jAe/Ma/nhae、致倦库蚊〔》/妨^及埃及伊蚊46成5〇!巧7/妃g中发现。昆虫的OBPs蛋白序列与脊椎动物的相似性很低,因此推测其功能也有所不同。OBPs主要分为3种,包括信息素结合蛋白(Pheromonebindingprotein,PBP)、普通气味结合蛋白I(GeneralodorantbindingproteinI,GOBPI)、普通气味结合蛋白IIPS一OBPl(GII)。般认为OBPs的主要功能是在感器淋巴液中结合和运输亲脂性的气一味分子。OBP还有选择性结合定类别的气味分子,在气味识别中起着外周滤器的作用。2.2化学感受蛋白CSPs化学感受蛋白CSPs与气味结合蛋白OBPs都是存在于感器淋己液中的水溶性球蛋白,都有结合气味分子和化学刺激物并将其转运到神经元膜上相应受体的功能。所不同234[3]的是:OBPs主要存在于触角嗅觉感器淋己液中,结合并转运挥发性的气味分子;CSPs广泛分布于各种化学感受器的淋己液中,结合并转运非挥发性的气味分子pwq。-d是1994年从黑腹果蛹公mscpW/awe/最早被发现的昆虫CSPsDmelosfwogoWer的触PS角中发现并克隆出来的,随后又在许多昆虫中发现了此类蛋白。CSPs分子量通常比a?OBPs小约为13kD,多100115二,肤链由个氨基酸残基组成,级结构与OBPs相似,由7P16a-二硫P螺旋构成,但只有4个保守的半脫氨酸位点键。CSs具有较高的个,形成2个保守型,不仅种内CSPs之间有较高的保守性,种间同源性也很高。研究表明s主要具有运载功能息素、非挥发性的气味分子W,CSP,可W结合性信27"8一'1些昆虫体表的碳氨化合物1及,从而在昆虫性信息素的形成和运输、感受气味、巢穴和种群内个体间的识别过程中发挥着重要的作用另外,CSPs已证实与昆虫的发-4- 育有关,蜜蜂CSP3在蛹和成虫税皮期表达水平明显增加,CSP参与昆虫脱皮在云杉色UWD卷蛾CAoWWonewa/wm與rana中也有报道。melPEBIII被认为导致果魄发育成嗅PU’觉削弱突变型。发育中的美洲大撫化r的a/nencawwfl[巧胎足中PamePlO的表达P2:>量是成虫足的30倍,可能与表皮发育和组织重建有关。CSP5在意大利蜜蜂冷>枯weW矿era的胚胎外脏层中有表达,且参与了胚胎覆盖物的形成2.3神经元膜蛋白SNMPsSNMPs是特异性在嗅觉神经元和树突膜上表达的中性蛋白,分子量约为67ku,约 ̄2MP是在有519525个氨基酸残基,与ORs不同,它只有个跨膜结构域。第1个SN、多声大蚕蛾中发现的,此后在烟草天蛾家蚕和烟芽夜蛾中也发现了此类蛋白研究表明SNMPs与昆虫气味识别有关,破,可与OR或者细胞内的蛋白相互作用坏气味分子与OBP复合物的稳定性,使信号终止;移除膜附近的气味分子,保持神经元对低浓度气味的敏感性;在感器神经元间起通信连接作用,保持各神经元的独特性等PW一。Vosshall等在果赃中发现种SNMP,与CD36的蛋白结构和功能都很相似,可WJin结合并运输脂肪酸,识别细菌的受体W及作为免疫系统的组成部分而等发现SNMP对于一PWeVA是必要。果赃感受性信息素的,但对感受般气味分子是不必要的2.4气味降解醇ODEs一系列信号转化与传导么后在气味分子刺激相应受体引起,必定存在某种使气味分子失活的机制,W避免嗅觉信号饱和造成的嗅觉失灵W及持续性的化学刺激对昆虫神经系统造成巨大的伤害。气味降解酶便参与了气味分子降解的过程。-气味降解酶主要包括醋酸醋酶-S、乙酵醒酶、乙醇醋酶、过氧化物晦和谷脫甘化P9^一转移酶、细胞色素P450等。1981年,Vogt和Riddiford第次在多声大蚕蛾触角中发现了气味降解酶—酷酶AoplSE,这种醋酶可W降解多声大蚕蛾性外激素中的乙酸W01雄蛾触角中特异性表达。随后,Rbcznski等在烟酷組分,且在yy草天蛾触角中发现了能够分解酵类化合物的气味降解酶,不久之后在多声大蚕蛾和家蚕的触角中也发现了类42一W,l似的酵氧化酶。当昆虫嗅觉器官受到外界环境中有害化学物质的侵害时,组织中--SGST)些酶类,如谷腕甘肤转移酶(、细胞色素P450氧化还原酶和各种脱氨酶的含一量会增加f-S-。MsexGSTol是在烟草天蛾中发现的个触角特异的谷脱甘肤转移酶,它可W保护昆虫嗅觉系统免受有毒物质侵害和使整类物质失活的功能目前对昆虫气味降解酶的研究报道还相对较少。一DE对于性信息素和气味分子的失活机制,目前有两种模型;种模型认为Os直接酶解气味分子或性信息素,使之永久失活Kaissling认为性信息素进入感器内腔后先-5- 与还原型的性信息素结合蛋白(PBP)结合形成复合物,当复合物穿过感器淋己液与气味受体作用后,催化PBP变成氧化型,从而使性信息素失活。气味降解酶参与到之后的M信息素分解的过程中。2.5气味受体ORstw嗅觉基因最巧是在脊椎动物褐家鼠中发现的,随后线虫中也发现了此类基因,在此基础上料学家们曾试图利用同源搜索的方法在昆虫中寻找同类基因,但未成功。直到一47I:■1999年Pennisi等从黑腹果魄中鉴定出屋虫第。之后科学家利用,个气味受体基因生物信息方法从果蜘全基因组序列中,筛选出62个ORs基因,其中61个ORs在触角一或下飄须的嗅觉感觉神经元(〇1拉ctorsensorneurons,OSNs)中特异性单表达yy,且48[3送些ORs基因在种间具有高度变异化种内各嗅觉受体基因之间同源性也很低。基于对果赃气味受体基因的研究,随后在冈比亚按蚊如opAe/esgwwWae的基因組中筛选WstwtRob出了79个ORs基因,家蚕中筛选出48个ORs基因。2006年,ertson和Wanner通过对意大利蜜蜂却&we巧向的基因组序列进行分析,得到了170个气味受体基因(包PU含7个假基因。)作为模式动物,果赃传统气味受体功能的研究更为详细。2001年Wetzel等通过在a-e爪赡卵母细胞中表达DOr43受体,并用双电极电压错记录(twolectrodevoltageclamprecordin)发现r43a受体对环己丽、环己醇、苯甲酸和苯甲醇等常见的气味分子g,DO有识别作用。将果赃化3A嗅觉神经元中的DOr22a气味受体基因利用基因敲除技术5354人工敲除掉t’,缺失了该基因的化3A嗅觉神经元会失去对气味的感受能力lHallem等同样对果蝴气味受体DmOR85A、DmOR5犯和DmOR67C进行基因敲除试验,发现这H种受体对脂类有强烈的反应,而对DmOR82A的研究发现它对含脂的H荫反应强a烈,而脂类和含脂的H席是水果气味中的主要物质H和Smi化通过对T1感器突变 ̄ ̄Dor67d是感受果魄11-c体的果蛹进行研究证明信息素isvaccenylacetate(cVA)的受%]体。其他屋虫中,对传统气味受体功能的研究也陆续报道。家蚕BmOrl气味受体基因只在雄性触角的毛形感器中表达,通过在爪赡卵母细胞中表达BmOrl受体基因,发现该P71。Miura受体对性信息素蚕蛾醇有特异性反应,推测是感受性信息素蚕蛾醇的受体等581rEU-4碳研究发现,Ol在玉米換属昆虫中较为保守,对信息素1帰起反缸。将冈比亚按蚊AOrOr2受AOr2只对2-gl和Ag体分别在果蛹的空神经元中表达,发现g甲酥气-AOrl对4r-l,味分子有反应,而g甲酪敏感,并且AgO只在雌性体内表达由于4甲嵌一2-Orl被认为是冈比亚按蚊识别人是人体汗液的种成分,而甲酪不是,所WAg体汗-6- 一P9’W液气味成分的气味受体之。Bonbot和Di浊ens等运用电生理学试验技术,发现表一一一-ocen--o达在蚊子下颖须锥型感器的0t8专性地识别种宿主引诱剂的对映体lt3l,tW而对其它结构相似的化合物的敏感性很低。R一一s基因r83b在对果魄O家族的研究中发现,有个受体基因O,在几乎所有的嗅觉神经元中与传统的气味受体基因共同表达,且具有重要的作用,是传统气味受体基因62[1在神经元树突膜上准确定位不可缺少的因素。此后陆续从其它昆虫中鉴定出〇r83b的’63lHvt直向同源基因,如烟芽夜蛾成巧0伽Swmscms的irR2、冈比亚按蚊如e/es65£lanWatWg/e的AgOr7、西方蜜蜂/we化於ra的AmolR2等。由于在不同昆虫中命名不同一,为方便交流,后将〇r83b及其同源受体重新W4个代表昆虫种名的字母(第3reooran-trecetorcoreceor个字母表示属名,后个字母为种名的前3个字母)加O(odppttW的缩写)的形式命名。与传统气味受体不同,Oreo在种间具有高度的保守性。在Oreo突变缺失的果峭中气味诱导的电生理反应消失,嗅觉感受能力大大降低,在此突变体的神经元中表达冈比亚按蚊、地中海实蝴及美洲棉铃虫的Oreo基因,突变体可恢复正常的嗅觉反应这说明在昆虫不同种间Oreo基因的功能也十分保守。采用RNAi技术,化’在赤拟谷盗7H&0疏WcostoweM/M和黄曲条跳甲巧Jotoa的蛹期对Oreo基因进行沉默,成虫均表现出对某些信息素或气味分子感受能力下降虽如此,Oreo本身并不结合配体,它能提高配体和传统气味受体相互作用的效率。另外,Oreo可帮助传统气味受体在嗅觉神经元树突膜上准确的定位,W及增强传统气味受体的稳定性。3嗅觉信号转导途径脊椎动物和线虫的ORs均是通过结合特定气味分子被激活的跨膜屯次的G蛋白偶联受体(GPCRs)。当相应的气味分子与经典的GPCRs结合后,诱导GPCR发生构象二OR一信,产信化弓s似乎也应该遵循这改变,激活G蛋白生第I发级联反应。昆虫号传导机制。但发表在自然杂志上的两项研究表明,果魄的嗅觉信号传导途径与经典的GPCR途径相差很大,实际上它是由传统气味受体结合共受体Or83b形成气味口控阳离子通道实现的。早期有迹象表明,昆虫的化学信号转导可能不同于其他嗅觉系统模型首先是昆虫的〇反S与其他物种之间缺乏同源性;其次是昆虫的ORs虽也是走次跨膜蛋白,但其拓-肿结构与普通G蛋白偶联受体正好相反,N端在膜内,C端在神经元膜外(图13)一这就引出了个问题,昆虫ORs在结合了气味分子之后是怎样进行信号转导的呢?-7- Cc一'-^山■0山^化。化NNihXU诚3b_nti图1-3果蜡气味受体典型的拓扑结构^^1-srucureodoranreceorFigoiDrosoiP.3TypicaltopologytttthlappWicher和Sato两个小组在脊椎动物细胞中表达果赃的ORs和Or83b,并采用膜片一,发现了。两个小组均表明错技术测量其离子流个昆虫特有的新的嗅觉信号转导模式,只有在人工培养的细胞中共表达0巧礼和传统OR才能检测到对气味敏感的离子流,送-Ca意味着ORM化异源二聚体形成了配体口控离子通道。Sto和他的同事采用外切膜技-W术确定了〇R〇r83b异源二聚体具有配体口离子通道的特性;同时,icher和同事发现,在Or83b缺失的突变体中,由气味诱导的离子通透性发生了改变。这两项研究可得出结论-,〇民〇巧礼异源二聚体形成了可渗透钢离子、钟离子、钩离子的非选择性阳离子通剛道。研究人员观察到的离子电流的几个特性可W解释昆虫嗅觉神经元在机体内的功能。在气味分子浓度高时-〇r83b,气味分子活化〇R口控离子通道和动作电位的产生之间有一-14)cer个较短的延时(潜伏期),符合直接Wih配体口控机制(图;和同事发现,-当气味分子浓度低时,气味分子刺激〇R〇r83b异源二聚体时,由G蛋白调节产生的环核脊酸浓度增加,且这种环核昔酸可通过〇r83b调节异源二聚体口控通道。若用G蛋白一抑制剂阻断气味诱导产物-环核巧酸的产生,果蜗ORs会激活种环化酶来激活G蛋白,一a-从而产生环核昔酸。Sto等人做了相似的实验,也观察到些OROr83b复合物对环核昔酸有敏感性,上述两个研究的结,但却无法确定这种敏感性对气味有依赖。尽管如此果均认为昆虫的ORs为异源配体口控阳离子通道,这表明昆虫具有独特的、不同于其他动物的嗅觉信号转导机制。-8- HSfshort'SO。。。心。>。雌+*c.與沪谦&山!ntC问扛NK^l.y"I^|lSlowATPf;AMPTWGYLGnedrologp图 ̄41昆虫双重模式暧觉信号转导模式[721i-4Doubmodia化waininsecfFleer〇1ctorsnaltranductionig.1l化化ygpy之后出新的观点。2008年,Wicher,又不断有科学家对昆虫嗅觉信号的转导机制提73[]Js0巧化可单独形成阳离子通道。one等等人研究发现在传统嗅觉受体缺失的情况下,48[]Nichols等研究认为0民和〇巧化对口控阳离子通道的的研究得到了同样的结果。但75一[]N浊〇民和0巧化C通透性均起作用。agawa等的研究结果支持这观点,并且认为?端的氨基酸对〇心〇巧化口控阳离子通道的功能具有重要作用。4本研究的目的与意义嗅觉对昆虫的生存与繁殖极为重要。通过对昆虫嗅觉机制的研究,可为经济、高效、环保的进行农业害虫和卫生害虫的防治提供新的思路;也可为合理饲养和利用经济昆虫。,提供科学依据近几年,随着果晚基因组测序的完成W及各种分子生物学和细胞生物学实验技术的发展,对昆虫嗅觉机制的研究也更加深入。目前,昆虫的嗅觉感受过程己基本清楚的介导者,而逐渐成为研,其中参与该过程的嗅觉受体被证明是嗅觉信号转导究的热点。一的产量和产品质蜜蜂是种重要的经济昆虫,它们不仅可W为作物传粉,提高作物量,还可生产蜂蜜、蜂王浆、蜂花粉、蜂胶和蜂蜡等营养和医药价值高,应用广的蜂产饲料少,,抗逆、抗病性强善于利用品。中华蜜蜂是我国宝贵的蜂种资源,它具有消耗零星蜜粉源W及产卵有节制等优点,非常适合在我国的山林地区饲养,其授粉作用在保持我国生物多样性方面发挥了重要作用。Wesem-b本研究采用巧光定量和tlot技术对中华蜜蜂气味受体基因的mRNA和蛋白表达进行相对定量分析,采用免疫组化技术对两基因的蛋白-9- ,w期通过对两基因分子表达特性的研究表达进行定位分析,初步分析预测其可能具有的功能。--10 第二章和^cerOrcomRNA在中蜂各组织的表达妍究1试验材料与方法1.1试验材料1.1.1试验样本采集试验所用中蜂样本采自山西农业大学动物科技学院实验蜂场。一采样方法:在蜂群中加入张新巢脾,蜂王产卵后记录日期,待工蜂即将羽化出房化将巢脾带回实验室,放入恒温培养箱中使其继续发育。待新蜂出房后,标记蜜蜂若干只(>100只),之后随机捉取处于内勤蜂时期的蜜蜂80只,取其触角、头、胸、腹、足为内勤蜂样本。随机从蜂箱前捉取足部携带花粉团的工蜂80只左右即为采集蜂样本。每次采样,将采得的蜜蜂在活体状态下用眼科綴分别取其触角、头、胸、腹、足,迅速‘投入液氮中-80C保存,在研体中加液氮研磨至粉状,加入装有Trizol的EP管中,至RNA提取。1.1.2试验仪器高压灭菌锅MCS-3020SANYO(日本)-F制冰机SIM124SANYO(日本)微量移液器Gilson(芬兰)/和Eppendorf(德国)pH测定仪Thermo(美国)超低温冰箱Thermo(美国)普通PCR扩増仪AppliedBiosystems(美国)紫外凝胶成像分析系统B-RAD()IO美国实时巧光定量PCR仪MX3000PStratagene(美国)商速冷冻离也机Centrifoge5810REppendorf(德国)-000N微量核酸蛋白测定仪ND1anoDrop(美国)电子天平AR1140上海奧豪斯超净工作台BCM-1000苏州安泰一DEF-62真空干燥箱10上海恒超纯净水系统NW10VF上海康雷游锅混合器〇以901江苏海口--11 恒温水浴锅北京医疗设备厂1.1.3试验试剂Trizol大连宝生物工程有限公司(Takara,日本)?PrimeScriptRTreagentkit大连宝生物工程有限公司(Takara,日本)?RT-PCR工程有限公司SYBR?PrimeScriptKit大连宝生物(Takara,日本)RNase-free去离子水天根生化科技(北京)有限公司1.2试验方法1.么1溶液的配置DEPC水:用移液器吸取1mLDEPC加入1000mL蒸馈水中,充分攒拌均匀后,高温高压灭菌。,室温保存〇75/〇乙醇;W乙醇与DEPC处理水3:1的体积比进行配置。漠化乙锭储存液(lOmg/mL):电子天平称取Ig漠化乙锭加入到lOOmL蒸馈水’C中,磁力揽拌数小时使其完全溶解,装入栋色瓶滴瓶中,4保存。50X.?TAE缓冲液:Trisbase121EDTA&9.3.LLg,N2,冰乙酸285m,定容至500m,g高温高压灭菌。1.2.2总RNA的提取及检测1.2.2.1RNA的提取试验前的准备工作:由于RNA酶无处不在,为防止在提取过程中RNA被降解,试验前要将所用到的离也管、枪头、枪头盒等器皿均用化1%DEPC水浸泡过夜,然后高。温高巧灭菌,真空干燥箱烘干试验过程中的注意事项:1000RNAsae清:实验前对超净工作台面用1稀释的固相除剂一PE口,擦拭,严格穿戴白大掛、次性手套和罩操作过程中试剂加取、离也管的开启都要在超净工作台内进行。rzol试依据所买Ti剂说明书进行总RNA的提取,主要过程如下:’-C冰撕、溶解于Trizol中的样品取出,室温下充分溶解(1)将保存于箱,12000g°的离也力4C离也10分钟,用移液器小也将红色的上清液移入到新的邸管中,沉淀弃掉。(2)向每个EP管中依次加入200咕氯化震荡15s,使其充分泡合。室温下静‘置3min,12000g离也力4C离也15min。慢慢从离也机中取出,注意不要晃动,此时溶液分为上层无色水相,中间酪氯仿层和底层粉红色有机层三层,RNA位于上层无一EP色水相中。用移液器小必吸取上层无色液体至:新管中,注意不要吸到中间的酷氯仿层。-2-1 ’C(3)向EP管中加入等体积的异丙醇,颠倒混匀后室温静置lOmin,然后412000g离也10min,此时可看到EP管底部有米粒大小的白色沉淀觀倒掉上清液,向卧管中加入1mL75%的酒精洗涂沉淀。也力’(4)W7500g离4C离也5min,倒掉酒精,用白色小枪头将残留的酒精吸-5 ̄10min50xLRNsfre。掉,在通风厨中干燥,最后加的aee去离子水充分溶解沉淀|1.2.2.2RNA的检测(1):。电泳时琼脂糖凝胶电泳检测试验前将电泳槽用DEPC水浸泡过夜,将5叫^待测1^乂样晶与1iL上样缓冲液均匀混合,加到凝胶上样孔中进行电泳,用紫外凝胶^成像仪观察结果。如果提取的总RNA完整无降解,电泳结果可看到H条清晰的带,分别为18srRNA、28srRNA和5srRNA,且28srRNA条带的亮度约为18srRNA的两倍。(2)微量核酸测定仪检测:用微量核酸蛋白测定仪检测所提取的总RNA纯度及浓一0D ̄1.8度,般值在2.0之间的说明提取结果较好,大于2.0的,说明RNA己部分降解小于1.8的,;说明有蛋白质污染。1.2.3反转录?一按照PrimeScritRTreaentkit反转录试剂食说明书进行cDNA第链的合成。pg?总体系为20咕,包括;TotalRNAlOOOng、5XPrimeRTMasterMix4^iL,余下体积‘’RN-ftee去55用ase离子水补充。反应程序为37C1min,8C5s。1.2.4引物设计根据本实验室前期获得的基因cDNA序列设计相应的巧光定量0引物1,内参基因締W妒的引物根据西方蜜蜂相应序列(XM62510〇设计,引物序列_-见表21。表2-1巧光定量PCR引物--Table21PrimersforRTPC民q基因引物序列产物长度''r-GenesPimerSequence53Productsize()F:AGGATTCGCCGATTTACGAGAcerOrl117bpR:CGCAGCAGTGCATGGTTATAGF:GGATCAGAGGAGGCCAAAACAcerOrco118bpR:CCAACACCGAAGCAAAGAGAF:GATTCCCGATTGGnTTTGARpsl8149bpR:CCCAATAATGACGCAAACCT--13 .12.5反应条件的优化首先,参照所购的巧光定量试剂盒说明书所建议的反应条件,W前期反转录合成的cDNA为模板,运用常规梯度PCR扩増技术,筛选内参基因和目的基因引物的最佳退火温度和合适的cDNA模板浓度。利用常规PCR筛选出来的最佳退火温度和cDNA模板浓度PCR一仍需在巧光定量仪上进行验证。确认可行后,方可进行下步试验。1..26标准曲线的建立W前期反转录实验合成的cDNA为模板,依次2倍稀释7个浓度梯度,根据前期优PCR,进行巧光定量反应。利用相应的软件分析反应结果化得到的最适试验条件,计算内参基因和目的基因的标准曲线方程、扩増效率、化及决定系数。当目的基因和内参0?110%之间<0.1,且基因引物的扩增效率在9,决定系数化说明引物可用实验结果可W采用相对定量公式进行分析。1.2.7如心wOrco的相对定量分析?反应体系为:总反应体系20^1以其中cDNA模板2L8¥6氏巧6/?扣&<:妨IIn,90、ddH1HL,上下游引物(10HM)各为0.8曲,ROXReferenceDyeII0.4阵,2〇6呼。反应程序为:%^预变性3〇8;循环条件95^58,631:3〇840个循环反应。每个样本重复3次。依据前期实验所做的标准曲线W及实验所得Ct值计算相对表达量。128..数据处理与分析AAa巧光定量PCR结果的分析有多种方法,本实验采用的是r法。通过前期目的基因与内参基因的标准曲线的建立确定起始cDNA浓度与反应的Ct值有较好的线性关系,8179[’]目的基因和内参基因的反应平行性较好后,说明试验结果可采用方法(a为光-吸收值达到域值所需的循环数-AeAAct;2嘴目的基因相对内参基因的表达量;2为每个试验组的Aa与对照组的相对数值)进行分析,计算目的基因相对于内参基因mRNA的相对表达量,并用SPSS软件进行方差分析。--14 2结果与分析2.1总民NA提取及检测通过微量核酸测定仪对所提取的各组织样本RNA的浓度和纯度进行检测,结果显RNA的公2600公2S0均介 ̄示(9/.82.0之间,说明所提取的RNA的纯度较,各组织样本于1高。琼脂糖凝胶电泳检测结果,28s、18s条带清晰,无明显降解,符合后续试验要求。一化_______I沒这H一S图2-1黄光定量部分样品总RNA检测结果-民-巧:oalomramesfbr民Tg.21esultof(tRNAfratslPC反ppq2.2标准曲线的建立-2心erCW、如erOro两基因与内参基因巧的标准曲线结果如图2。从图中可W299-看出R值都在0.1之间,说明两,两个目的基因和内参基因对应的标准曲线决定系数基因的a值和cDNA起始浓度之间具有良好的线性关系;两目的基因和内参基因的标准,符合试验要求曲线斜率相差较小,说明试验具有较好的重复性,可W采用公式进行相对定量分析。-15- ’’.,j‘I:‘:藤濡宇.!:::J?■??3。]?.…巧,j麵I曜?????**???26:’■P?M.:|:"■g^...ti..*20i..■^'??????81^::ID.1tI*ntauanttreatveIiilQiyli(),棘w肿WWW抓*乂脚?蛛蛛*?w*?—?^?--*—.%.,—,'、?-,、,?、,?w,?*<*,,,'?<?>-..,《',—■g{?vnwwwjs-?w,?"乂?!??度’》?一i?5-和7图22心erOr/、心erOrco?/?s7S的标准曲线Fi2-2veo^AcerrlceoandslS.StandardcurOArOrcRpg^2.3样品护增动力学曲线及嫁解曲线一根据巧光定量PC民试验技术的要求,,试验需要有H个层次的校正,为物理校正即添加巧光ROX来校正PCR反应管与管之间的误差;二为重复校正,即要求至少H个重复H为内参基因的校正,用。本研究采用H个技术重复对;来校正样品间的随机误差心JerOrZ、v4cer(>co及巧mRNA的表法进行了相对定量分|f,部分样品扩増动力学曲""-3。,S线如图2由图可见,目的基因和内参基因扩増曲线拐点清晰,基线平直形曲线良好。-6-1 ’?rr巧;邮V斬.Ti巧編肺i巧削-.<vh論雜皆贈种禪郵灣酵酵晒■::;::::::1iii;I青;-.-....….…....................I;;1Y11:III獅f‘:ss3zty__若_麻■-;;S;;I-i■-i-I;IiIIi,i,i,iIi,i';IiI舍;*.-K-?12]4;;j::4,巧玄2:21:1.21;;;4wCy-7?7图23、灰^6^仇<:〇和护(^的扩增动力学曲线-Mrenesofyicer/?7s7&SFi23AmtionlotsfbCWand.pcag,/gp-、rer化CO基因及w/S部分样品扩增的烙解曲线,各图24为心W>7A々,从图中可见一一Tm峰值,说明在扩增过程中无非特异扩个基因的烙解曲线均为单,扩增产物值均二。増及引物聚体,检测结果均來自于组织中目的基因的扩増产物所结合的巧光信号’..,绝..纖場施屯娩Zi纖圈隱職■j誦隱圍3脑1醒串|!:.:rr備I1/;圓rIII国'巧IIfl--‘K4巧3S:i:£4K巧玄:UH巧2jITw*r化巧;巧'-?::吉I--:?■尸_;;:弯酱旱 ̄4心erOr?图2/、如erOm和雌的扩增炫解曲线-curvesoreneofcerrlAcerOrcoandi24DissociatRps18FionfsAOg.g,-17- 2.4内勤蜂和采集蜂的表达特点W巧s/S1为校正参数,采集蜂腹部的AQ均值作为相对定量的基准p:^,根据胃2分析法计算出在内勤蜂和采集蜂不同组织的转录表达情况2-5。,如图相对定量分析结果表明,的转录本在内勤蜂和采集蜂各组织中均有表达,且在触角中表达量远高于其他组织,内勤蜂触角的表达量是腹部表达量的15倍左右;采集蜂触角的表达量是胸部表达量的20倍左右。在内勤蜂各组织中腹部的表达量仅次于触角,其次是胸部,头部的表达最少;而在采集蜂各组织中,胸部是表达量仅次于触角的组织,而足中的表运最少。另外,在采集蜂各,然后是头部组织的表达量普遍高于内勤蜂。IHNu一_^^化700-jJ650-SO。:議f350:^^。1^■Rooq**—IjJl。AnHTAbL组织Tissues图2-5在内勤蜂和采集蜂不同组织的相对表达-Fi.25艮dativeexressio打5re打tssuesofnurseanraergpmRNAin出瓶tidfog注:An:触角;比头(去除触角);T:胸;Ab:腹;^足;Nu:内勤蜂;Fo:采集蜂No化:An:Antenna;H:Headwithoutantenna;Thorax;Abdomen;I^:Legs;Nu:Nurse;Fo:Forager--18 2.5内勤蜂和采集蜂/^。6冶/^0的表达特点W内勤蜂胸涨4ceW>co的表达量为基准,研苑4ceW>co在内勤蜂和采集蜂不同组织-的表达情况(图26)。-6可W看出从图2,^ceW>co的转录本在内勤蜂和采集蜂各组织中均有表达,且在触^角中的表达量远高于其他组织,其中,内勤蜂触角中/cerOrco的表达量是足部表达量的13401000,倍左右;采集蜂触角中的表达量是头部和脚部表达量的倍左右均差异极显著,,胸部的。在内勤蜂各组织中,足部的表达量仅次于触角其次是头部和腹部巧达最少,,且;而在采集蜂各组织中头部和胸部的表达量仅低于触角两组织中的表达量几乎无差异,其次是腹部,而化中的农达最少。另外,在采集蜂各组织的表达量普遍高于内勤蜂(足部陈外)。**NuF曰A12000T]-11000DO^-10000腳9000^麵sooo-己.議7〇〇〇:I麵A?6000-I羅巧5000^|AnHTAbL组织Tissues图2-6灰wOrco在内勤蜂和采集蜂不同组织的相对表达F-mRNAfinufg.26RelativeexpressionsofAcerOrcoindifferenttissuesorseandorager:T:ThraxAbL/u注An:触角;吐头巧除触角;胸o;:腹;足;N:内勤蜂;Fo:采集蜂)No化:An:An化nna;H:Headwi化outantenna;Thorax;Abdomen;I^:Legs;Nu:Nurse;Fo:Forager-19- 3.讨论一一工蜂承担了除产卵外的蜂巢内蜜蜂是种高度社会性生活的屋虫,在个蜂群里,一切工作外的,内勤蜂是蜂群中的幼、青年工蜂个体,主要从事保温、扇风、饲喂幼虫和蜂王、清理巢房、巧实花粉、酿蜜及筑巢等工作;采集蜂是蜂群中的壮年蜂,主要承担着外出采集花蜜、花粉、水和树脂等工作。,Oreo在中蜂内勤蜂和采集蜂各组织中均有表法本研究结果显示,这与张林雅等报道的Oco在内勤蜂各组织中只在触角和足中表达,而在采集蜂各组织中均有表达有所差t气推测泣可能是由于巧光定量技术对mRNA表达量的差异检测非常灵敏异,采样时间、采样地点W及试验过程中方法和手法的差异都会对实验结果造成一定的影响。且本试验中Om?在内勤蜂的触角和足中的表达较多,头部、胸部和腹部的表达较少,触角中的表达量是头部的1600倍,是胸部的3500倍,这使得头部、胸部和腹部的表达量几乎可UL忽略不计一,因此试验结果整体与张林雅等的报道相致。张林雅等研究发现,中蜂Oco在内勤蜂和采集蜂触角中的表达量均髙于其他组织,且采集蜂中的表达量普遍高于内勤79一t3致的蜂(足除外),这与本研究的结论也是。在其他昆虫中对獻CO表达特性的研究也有较多的报道,如爪实魄、棉铃虫、桃蛙候、斜纹夜蛾、中红侧沟虽蜂、家蚕等在这些报道中,化CO基因或在触角中特异性表达,或在触角中表达量最高,与本研究结co一果基本相符。这与O基因在不同昆虫间的保守性致。对于传统气味受体表达研究的诸多报道显示,大部分传统气味受体在成虫触角中特63stltwU异性表达,如烟芽夜蛾掛?パ、家蚕公mCW和执nCW、苹果褐卷蛾邱从/和邱〇非W及棉铃虫中巧等10个传统气味受体基因等。也有部分报道中传统气味受体基因在昆虫触角W外的其他组织中少量表法,如孔畅仪等对小菜峨H个普通气味受体基因巧化?6、户J如0化?7和巧V化W八的表达谱的研究显示,H个基因除在触角中大量表达一wti、。外,在嫁下唇须和头部中也有定量的表达,吻/0WS在雌蛾腹中也有少量表达杨承远等选取了较多的发育时间点和组织,对家蚕嗅觉受体基因的表达特征进行了较为全面的研究,结果表明家蚕嗅觉受体基因广泛表达于各组织而本研究中心erCW基因在中蜂内勤蜂和采集蜂各组织中均有表达,且均在触角中表达量最高。由于不同的传统气味受体特异性感受不同的气味分子,因此传统气味受体间具有较大的变异,不同物一种间或同物种不同气味受体基因间的表达特性很难进行比较,这也从侧面反映出不同慶虫对气味分子感受过程的特殊性与复杂性。因采集蜂主要承担外出采集蜂蜜和花粉的工作,而基因在采集蜂各组织中表达普遍高于内勤蜂,推iUcerOri可能与蜜蜂识别花香气味有关。-20- ?4.小结a-mePCRerOW本研究采用Relti技术,对中华蜜蜂内勤蜂和采集蜂不同组织心、mRNA基因的表达特性进行了研究。结果表明,两基因在内勤蜂和采集蜂各组织中均有表达,表达规律也较为相似,均在触角中表达量最多,且在采集蜂各组织中的表达量普遍高于内勤蜂一。此研究结果可为两基因的功能研究提供定的参考依据。-2-1 第S章AcerOrl和AcerOrco受体蛋白在中蜂各组织的表达妍究1材料与方法1.1试验样本采集供试样本同样采自山西农业大学动物科技学院实验蜂场。采样方法同第二章。每次采样时,将采得的蜜蜂在活体状态下用眼科綴分别取其触°P-、足.5mL80C保存。角、头、胸、腹,装入1的E管中,1.2试验化器及试剂1.2.1试验仪器全功能微孔板检测仪美国伯腾仪器有限公司EPS300电泳仪电源上海天能BG-rMINveI迷你垂直电泳仪北京百晶生物技术BG-blotMINI迷你垂直转印仪北京百晶生物技术FORMA700SERES型超低湿冰箱美国ThermoCentrifiige5415R型高速冷冻离必机德国EppendorfND-Nanodro1000型核酸蛋白测定仪美国pMLS-3020型全自动蒸汽灭菌锅日本SANYOQk901型游锅仪江苏其林贝尔LX-200型迷你离也机江苏其林贝尔PH510型pH仪美国Thermo打化erAR-1140分析天平美国OHAUSMilli-超纯水机美国ThereQrmoMilliPo型TS-hak江苏其林贝尔1orbitalser-nsferenceTS8Tradecoloringshaker江苏其林贝尔HDB-PLUS型恒温金属浴北京吴诺斯一-DZF6210型真空干燥箱上海恒SM-FSANYO124型制冰机日本-22- 1.2.2试验试剂及配方1.2.2.1试验试剂0.45fiinNC膜武汉博±德生物工程有限公司-kDamker工程有限公司10170彩色预染蛋白ar武汉博±德生物SDS-PAGE蛋白上样缓冲液5X(变性)武汉博±德生物工程有限公司TEMED武汉博±德生物工程有限公司HRP-山羊抗兔IgG武汉博±德生物工程有限公司HRP-山羊抗鼠GIg武汉博±德生物工程有限公司超敏ECL化学发光即用型底物武汉博±德生物工程有限公司脱脂奶粉光明牌BCA蛋白定量试剂盒武汉博±德生物工程有限公司1.2.2.2溶液配方〇30/〇Acr/Bic(29.2:0.8):丙稀醜胺(Act)29.2g,甲叉双丙稀醜胺(Bic)0.8g,’lOOmL4C保。加入双蒸水,揽拌溶解,存’10%SDS:SDS5g,溶于50mL蒸馈水中,60C水浴加热溶解,室温保存。’〇!0/〇过硫酸馈(AP);过硫酸钱化Ig,溶于ImL的双蒸水中,栋色瓶装,4C保一存,周内用完。l.Omol/LTris.HCl(H7.5):Tris碱30.29200mLpg,溶于双蒸水中,用浓盐酸调pH至7.5,最后用双蒸水定容至250mL,4C保存。1.5mol/LTris.HCl(pH8.8):TrisIt45.42g,200mLH至°调p8.8,最后用双蒸水定容至250mL,4C保存。0.5mol/LTris.HCl(pH6.8);Tris碱15.14g,溶于200mL双蒸水中,用浓盐酸‘C。调pH至6.8,最后用双蒸水定容至250,4保存mL1.74mg/mLPMSF;PMSF0.0174g,溶于lOmL异丙醇中,充分溶解后,分装于°-C。1.5mL离也管中,20保存‘-20%Tween-20:量取2rnLTweeii20lOmLC。,加蒸馈水至,充分混匀后4保存-23- 表4-%1聚丙嫌敌胺分离胶(10%)和巧缩胶(5)配方Tabe-recenl41Theipeof10%ResolvingGland5%StackigGel体积(mLvohmieniL,)()巧剂10%分离胶5%浓缩胶Reagentvn10%ResoligGel5%StackingGel双蒸水(ddH2〇)9.96.8〇30/〇Acr/Bic29.2:0.88.31.7()1H-.5mol/LTris.HCl8?6.3(p巧0-.5mol/LTris.HClH6.81.25(p)10%SDS0..250110%AP(过硫酸锭)0.250.1TEMED0.01001.Totalvolume(mL)2510R250考马斯亮蓝溶液;考马斯亮蓝R250化Ig,冰醋酸lOmL,己醇40mL,加蒸馈水定容至100mL。R250考马斯亮蓝脱色液:冰醋酸lOmL,己醇40mL,加蒸馈水定容至lOOmL。电泳缓冲液:Tri碱3.03g,甘氨酸18.77g,SDSIg,加蒸馈水至1000mL,溶解后室温保存。:8is转移缓冲液.77Tr碱3.03乙醇200mL,加蒸馈水至1000mL甘氨酸1g,g,,3 ̄溶解后室温保存,可回收利用5次。IX5mL10丽春红染聽丽春红S0.1g,冰醋酸,加蒸馈水至0mL,室温保存。TBS缓冲液:1mol/LTris.HCl(pH7.5)10mL,NaCl8.8g,加蒸馈水至1000mL,°C胆存4。TBST缓冲mL20%Tween-TBS700mL。液:1.6520,,混匀后使用,现配现用封闭聽脱脂奶粉〇.5g,TBSTlOmL,现配现用。13试验方法.1.义1多克隆抗体的制备(1)免疫原制备:根据实验室前期获得的中华蜜蜂心erO/、灰erOco基因cDNA序列查找跨膜序列保守区,设计并合成相应多肤4mg,纯度>75%,将1.5mg的该多化偶联到KLH上,脱盐后作为免疫原;将化5mg的该多化偶联到BSA上,脱盐后作为检测原。(2)免提免疫前抽取新西兰白兔血清ImL/只,共2只,留作阴性血清。使用部分合成的免疫原注射到白兔体内进行免疫。初步免疫后进行加强若干次,在免疫后的第25天取血进行EL投A或Westernblot检测,第42天进行终放血。-24- EUSA法和Wesem-bo(3)纯化抗体检测:采用间接tlt对最后得到的纯化抗体进行检测。此部分试验委巧京天成生物技术有限公司完成。1.3.2组织蛋白样品的制备一研磨组织前用酒精棉球将试验所需的剪刀、缓子、研鉢和研梓等擦拭遍,并向研。鉢中倒入少许酒精,点燃,待酒精燃尽后冷却备用(1)将EP管中保存的蜜蜂各组织倒入研体中,向研体中加入液氮研磨至粉末状,=装于1.5mL离也管中,并按组织重(g):蛋白裂解液体积(mL)1:10的比例加入相PM=MSF应量的组织蛋白抽提液,并按SF溶液:蛋白裂解液1:1000体积比加入P溶液(蛋白酶抑制剂。)’-min(2)冰上静置13h后,4C、12000离也10,取其上清液分装于多个小离g’-80C冻存备也管中,取少量蛋白样品进行蛋白浓度测定,其余的用。1.3.3蛋白含量的测定采用BCA法进行测定,试验原理:在碱性条件下,蛋白质可W将二价铜离子还原++u为亚铜离子Cu,C与BCA试剂络合形成紫色物质,送种紫色络合物的吸光值与蛋白浓度成正比。测定该紫色物质在%2nm处的吸收值,,对照用标准晶绘制的标准曲线即可计算得到所测蛋白的浓度。一AmL.NaCl(1)标准品浓度梯度配制:取管新的冻干标准品化S)加入I09%溶液2m/n止、1.5m/mL、1m/mL、0.75m/mL、0.5m/mL、0.25m/mL、,然后依次配制gggggg0.125mg/mL和0.025mg/mL8个浓度梯度。工作撤依据标准品和样品数量:(2)配制,按试剂A:试剂B为501的体积比配制工作液,均匀混合。(3)标准品和样本每个取25nL加入%孔板中,然后每孔加入200叫^BCA工作°液37C反应30min,待冷却到室温后,用酶标仪设置程序进行测定。,-1.3.4SDS聚丙浦醜胺凝胶电泳(1)将厚、薄玻璃板对齐后放入制胶器中夹紧。(2)-TEMED混ImL按表41中的配方,配制10%分离化加入匀后用移液器吸3一/4取混合液,从玻璃板左侧,沿缝隙边缘加入,大概加到玻璃板窩度,然后缓慢加。层水,并,来足平分离胶促进胶的凝固(3)待胶完全凝固(大约半小时),,,冬天可适当延长凝胶时间倒去封胶用的水用滤纸将残留的水吸干。-(4)41中的,依据表配方,配制5%浓缩胶,摇匀后将玻璃板的剩余空间灌满然-25- 后缓慢插入梳子。如果在胶凝固过程中发生缩胶现象要及时补胶。胶凝固时间的长短与温MED一度,促凝剂(TE、过硫酸镑)的浓度,胶浓度有关。般夏天气湿赢胶凝固速度较化可适当减少加入的促凝剂的量冬天气溫低一,可适当増加促凝剂的量。般胶凝固时一间在30min左右最好,凝固速度过快,胶单体分子之间的交联不均,胶较硬易碎,电泳TEMED时易烧胶,过慢则易漏胶,通过调整促凝剂和过硫酸镇的量可W达到要求。50u(5)准备蛋白样品,根据所测蛋白浓度,按每个组织总蛋白上样量g计算所需各样品的体积,每个样品中加入2L5XSDS上样缓冲液,上样总体积为10L,体积不Hn°足10,95C10min。咕的用双蒸水补齐,混合均匀后恒温金属浴变性(6)待胶凝固后缓慢拔出梳子,放入电泳槽中,在内槽和外槽分别加入电泳缓冲液(内槽液要加满),。。加样时用移液器吸取样品(注意不要吸入气泡)缓慢加入上样孔中(7)电泳:跑浓缩胶时电压为80V,待浓缩胶跑完,电压调为120V跑分离胶。一当漠酪蓝即将跑出分离胶时-,停止电泳(新提取的蛋白第次跑胶可用民250考马斯亮蓝进行着色,来检测蛋白提取的好坏)。1..35转膜.。本试验采用硝酸纤维素膜(NC膜)作为转膜介质,膜的孔径为045um(1)将滤纸和硝酸纤维素膜按所需的大小提前哉剪好(裁剪过程中需戴干净的手蒼,避免污染滤纸和硝酸纤维素膜)。剪好的滤纸和硝酸纤维素膜浸泡于转移缓冲液中一:边轻轻置于转移缓冲液的液面上(注用锡子捏住膜的,使膜缓慢浸湿。若放置速度过快一,膜与水之间容易形成层空气膜,使膜吸水不均匀)。(2)切胶:轻轻攝动玻璃板(薄板朝下,厚板朝上),边燒边向两板缝隙中加入arer转移缓冲液,k的指示将远离目,使凝胶慢慢的从厚板剥离覆盖于薄板上。根据M。的蛋白所在位置的胶切掉。余下凝胶,用注射器加足够转移缓冲液浸泡,防止胶干缩一(3)将夹子在加有转移缓冲液的搪瓷盘中打开,黑色的面保持水平。上面依次一放置海绵垫、王层滤纸、凝胶、NC膜、H层滤纸、海绵垫,每放置层用玻璃棒来回滚动攒走里面的气泡。(4)最后合上夹子,放入转印槽中,使夹子黒色面对槽的黑色面。转印过程中会一一一mn产热,需在槽的边放入个冰盒来降温。经条件优化,般用100i。V恒压转印70(5)转印结束后可用IX丽春红染液染膜5min(置于脱色摇床上水平摇动)。用水冲洗掉多余染液即可看到转膜情况(也可不做此步)。1..3日免疫厉应mnx2次TEST洗一(1)转膜结束后,将膜用蒸觸水清洗5i,次,5min(需置于脱色摇床上水平摇动)。然后封闭液室温封闭2h。-26- (2),3mL,将膜放入抗体解育盒中加入稀释好的抗体,盖紧,用封口膜密封好,°4C-摇床解育过夜。目的基因依据所测多克隆抗体的浓度,用TBST将抗体稀释到0.51-Aci/mLtin按说明书^1:3000的比例稀释。^g,内参基因p一(3)第二,室温摇床复温1h<。天,回收抗,用TBST洗膜10miiP3次解育二抗:,,目的基因和内参基因均13000的比例稀释室溢摇床赔育1.5h。弃去二抗,TBST洗膜10minx2次,TBS洗膜10minxl次。1.3.7E化化学发光检测将膜覆于保鲜膜上,结合蛋白面朝上,滴加A液和B液同体积充分混合的超敏ECL化学发光底物-,使液体均匀覆盖整张膜。用蛋白核酸成像仪(BIORAD)的印迹化学发光程序进行检测,选取条带清晰背景低的结果。2结果与分析2.1多克陰抗体检测结果cerrcerr--AOl和AOco两蛋白多克隆抗体的检测结果如图31和图32。由结果可W,,看出,阳性结果在目的蛋白分子量处条带清晰无杂带阴性结果的相应位置无明显条,说明所制备的抗体确为目的蛋白抗体带,且特异性较好。MMOT"100:^1I7Qmmm!诵護加^^——;式化1:…^歴戀fiii‘护:.1:Ir.‘''-*,:C1^義^?!雞^''^争、卢;、|巧—《'’*入.,*晦‘:讀.**,'、>-1图3AceiOrl多克隆抗体检测结果-ndvemFigosveeresulrrlclonantibod.31Theitia打serutsofAceOllatestpgatipoyy注,右图为阴性结果:左图为阳性结果Note:Thepicture〇打theleftisthepositiverresult,化epictureontherightisthenegativeresult--27 图3-2AcerOrco多克隆抗体检测结果F-2Theos打eativeserumresuofAcrOrcoco打aa打todiveand1:estg.3itiltseolll化pgpyy注:左图为阳性结果,右图为阴性结果No1:e:Thepictureon化eleftis化epositiverresult,thepictureon出erightisthenegativeresult2.2蛋白提取效果的检测图3-3为内勤蜂各组织蛋白提取结果的聚丙締醜胺凝胶电泳结果图R250(考马斯亮蓝染色),由图可见蛋白条带清晰,无拖尾,泳道之间无交叉,表明蛋白提化结果较好,可用于后续试验。12345屬一?辆、*雜?1:致.巧.-P—:■tiii,f图3-3内勤蜂各组织蛋白样品聚丙席醜胺凝胶电泳结果(R250考马斯亮蓝染色)-民oacramoresisbouinmlindiftisFignrse(he.33esultofplyylidegelelectrophatrotesapeserentsuesofutpstainingofR250coomassiebrilliantblue);:::::1触角;2头;3;4腹;5足注(去除触角)胸Note:1:Antenna;2:Headwithoutantenna;3:Thorax;4:Abdomen;5:Legs-28- -23westemblot结果及分析21AcerOrl.3.在内勤蜂和采集蜂各组织中蛋白的相对表达分析-2AO-图3为cerrl在内勤蜂和采集蜂各组织中蛋白表达的westemblot结果图。如图所示cerOrl,且均在胸,A在内勤蜂和采集蜂触角、头、胸、腹、足中均有表达部表达量最高。在内勤蜂中,且,,头部和腹部的表达量远低于胸部两组织之间差异不明显,而触角和足中的表达量很少,触角、头部的;采集蜂中腹部和足中的表达量差异不大表达量最少。12345禱瞒喔一内脑少:伸顿T/備V茶<捆';V:皆蠻儀齡r韦?采集蜂图3-^AcerOrl在内勤蜂和采集蜂不同组织的蛋白表达Fi-Alrrensuesnuranforaerg.34Expressio打SofcerOrpotei打indiffettisofsedg注:1;::4::触角;2头(去除触角;3胸;腹;5足)No化:1:Antenna;2:Headwi化outantenna;3:Thorax;4:Abdomen;5:Legs2cerOrco.3.2A在内勤蜂和采集蜂各组织中蛋白的相对表达分析s--AcerOrco在内勤蜂和采集蜂各组织中蛋白表达的wetemblot结果如图33所示。AcerOrco在内勤蜂和采集蜂触角、头、胸、腹、足各组织中均有表达,内勤蜂中头部表法量最高,,触角次之,其他H个组织中表达量差异不大;采集蜂中触角表达量比头部高胸、腹、足的表达量较少。-29- 12345'■^1_■>*—―.?_^^aiiM-ifei^内勤蜂l-iB—FiW!^j'::’S;.;s3§1l'記与赛雖蜗^|ilBI晒fe完||讀j■"術'‘勺,‘鶴部、^^采集蜂'';晋鄙'浦攀咖f顏图3-5AcerOrco在内勤蜡和采集蜂不同组织的蛋白表达-AceF.ExressnsrOrcoroeininerenssu的ofnurseandoraerig35pioofpt出ffttifg:1:触角;::5:注;2头(去除触角;3胸;4腹!足)Note:1:Antenna;2:Headwithoutantenna;3:Thorax;4:Abdomen;5:Legs3讨论目前对昆虫嗅觉受体蛋白表达特性的研究报道较少。本研究采用Westernblot技术对中华蜜蜂气味受体基因AcerOrl、AcerOrco在内勤蜂和采集蜂各组织蛋白的表达情况进行研究。结果显示,AcerOrl在均在内勤蜂和采集蜂的胸部表达最多,这与前期对mRNA表达研究的结果不相符。推测原因可能是AcerOrl基因在表达的过程中发生了转录后调控。胸部是蜜蜂运动的中如,有3对气口,气口向内连接于气口气管,自气口气管分出的分支中有一条伸向腹神经索。在呼吸过程中,胸部氧化代谢的速率较其它组织器官要高得多,,气体交换非常频繁大量的空气通过气口进入气管中,空气中混有各种各样的气味分子和信息素,这些气味分子和信息素会随着空气到达腹神经索,与神经细胞接触,AcerOrl可能与感受这部分气味分子或信息素有关。也可能AcerOrl在执行气味受体的功能之外,还具有目前我们未知的功能,这有待于今后对AcerOrl功能的具体研究來进一步揭示。-30- 触角是昆虫的主要嗅觉器官,对AcerOrcomRNA在昆虫各组织中表达特性的研究报道中,AcerOrco或在触角中特异性表达,或在触角中表达量最多。本研究结果中,Ace一rOrco,些在采集蜂触角中表达最多内勤蜂中头部的蛋白条带比触角的粗,送可能由于触角中总蛋白量较少,在蛋白提取的过程中蛋白损失较多造成的。因此,本试验结果与前期巧光定量的试验结果一一,W及其他些相关报道的结果基本致,这也从蛋白水平验证了AcerOrco的表达特性。Westernblot是将聚丙婦酷胺凝胶电泳分离的组织总蛋白转印到NC膜或PVDF膜,一一然后利用特异性抗体检测目的蛋白的种蛋白检测技术。般在试验过程中要设置阴性对照和内参对照。本试验在前期多克隆抗体制备的检测阶段已做过阴性对照,因此在本试验中未设置阴性对照一。而内参的设置,由于蜜蜂的各组织成份不单,内参基因的表达并不恒定,所W失去了内参基因的设置意义。因此,本试验只依据BCA法测定的各一ce组织总蛋白浓度,统了各组织的总蛋白上样量,比较了ArOrl、AcerOrco两蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中的表达量。4小结本试验采用Westernblot技术对中华蜜蜂内勤蜂和采集蜂不同组织中AcerOrl、AcerOrco蛋白的表达特性进行了研究。结果表明,两基因在内勤蜂和采集蜂各组织中均一有表达,但表达规律存在定差异。AcerOrl在胸部表达量最高,而AcerOrco在触角和头部的表达量较高。AcerOrl蛋白的表达特性与前期巧光定量试验获得的mRNA的表达规律有所差异一,这有待于进步的研究来揭示其原因。-3-1 第四章AcerOrl、AcerOrco在中蜂触角中的表达定位1试验材料与方法11.试验材料1.1.1试验样本采集样本采自山西农大实验蜂场。内勤蜂取自前期试验标记过的蜜蜂,采集蜂直接从蜂箱前采集后足携带花粉的回巢工蜂。1.1.2主要仪器冰冻切片机CM1850Lecia德国恒温培养箱LRH-2520广东医疗器械厂光学显微镜BX51型Olympus日本1.1.3主要试剂包埋剂美国稷花Sakura公司即用型SABC免疫组化试剂盒武汉博±德生物公司DAB显色试剂盒武汉博±德生物公司4%多聚甲醒固定液武汉博±德生物公司甲醇北京博奥拓达生物科技有限公司甘油北京博奧拓达生物科技有限公司CH〇Na,2H〇梓樣酸H钢(6s732)北京博奧拓法生物科技有限公司,H0枝樣酸(C6H8072)北京博奥拓达生物科技有限公司无水艺醇上海双博生物科技有限公司NaCl北京博奥拓法生物科技有限公司Na2HP〇4北京博奧拓法生物科技有限公司NaH2P〇4北京博奧拓法生物科技有限公司H202北京博奥拓法生物科技有限公司二甲苯上海森斐化学品有限公司多聚赖氨酸武汉博±德生物公司-32- 1.2试验方法1.2.1主要溶液的配置(BS-Na1)免疫组化专用P(PH7.27.6);氯化销8.5g,2HP〇42.8g,NaH2P〇4〇.4g加入到1000mL蒸馈水中,玻璃棒揽拌至完全溶解。?(2)0.01M巧樣酸盐缓冲液2H0)3:梓樣酸兰钢(〔战〇7抓32、6g朽樣酸(C6Hs〇7?加入到也0)化4g1000mL蒸馈水中,放入水浴锅中边加热边用玻璃椿揽拌直至完全溶解。1.2.2试验步骚一(1)切片:在载物台上滴滴包埋剂,压平冻好。用尖头镜子将中蜂的触角小也完整取下,置于冻好的包埋剂平面上,滴加包埋剂将其包住,放入冰冻切片机中冻10min后切片,切片厚度约5nm。(2)固定:将粘有切片的载玻片置于4%多聚甲醒固定液中室湿固定30min。蒸馈水洗涂3次-,甩干后放入2(TC冰箱保存,最多可保存2周左右。(3)灭活内源性过氧化物酶:30%&〇2与纯甲醇W1:50的体积比混合均匀,室温浸泡30min。蒸馈水洗涂2次。(4)热修复抗原:将切片浸入配好的巧樣酸盐缓冲液中,用电炉加热至溶液沸腾后断电--,间隅10分钟后,重复1次。冷巧后用PBS(PH7.27.6)洗洛12次。(5)在组织切片上滴加5%BSA封闭液(完全覆盖组织切片),室温封闭30分钟(若染色背景较高。,可延长封闭时间)甩去多余液体,不洗。°一(6)滴加抗(前期制备的多克隆兔抗)4C赔PBSH-稀释好的。.2.6),育过夜(p77洗2分钟X一3次。(染色强度、背景与抗的稀释度、解育时间和温度有直接关系。)’(7)在载玻片组织上滴加生物素化山羊抗兔IgG,37C巧育20分钟。PBS-(H7.2XP.276)洗分钟3次。’BC-X4(8)滴加试剂SA,37C反应20分钟。PBS(H7.27.6)洗5分钟次(要P充分洗干净,否则染色背景会高)。(9)DAB显色:使用DAB显色试剂盒。将试剂盒中A、B、C试剂按顺序依次各滴加1滴到ImL蒸馈水,混匀后滴加到切片上,室溫下进行显色反应,在显微镜下控一制反应时间-,般310分钟,蒸馈水洗徐。(10)将组织切片依次浸过70%乙醇、85%石醇、95%乙醇、无水乙醇脱水,二甲,最后滴上中性树脂用盖玻片封片苯透明,显微镜下观察并拍照。-33- 2结果与分析蜜蜂触角上分布有多种由皮细胞特化而来的化学感受器,其中,板型感器和毛型感st’本试验用前期器是最常见的两种感受器,这两种感受器皆与蜜蜂的嗅觉感受相关制备的多克隆抗体,与中蜂触角切片进行免疫组织化学反应,采用蓝色DAB染色,阳性结果为蓝色点状或圆盘状,背景为淡藍色。对照组背景为无色或淡蓝色,无明显表达结果,说明试验结果特异性较好。免疫组化结果显示,AcerOrl和AcerOrco在中蜂触角鞭节中均有表达,且表达位置cerOr-均为感器神经元细胞层。Al的表达结果基本呈圆盘状(图41中纪色箭头所指),说明AcerOrl主要在板形感器中表达。对比在内勤蜂和采集蜂中的表达结果,采集蜂触角中圆盘状表达结果多于內勤蜂cerOrl。,说明A在采集蜂触角中的表达多于内勤蜂ce-而ArOrco在采集蜂触角中的表达结果既有点状(图42中黑色箭头所指),又有一-些cerrco圆盘状(图42中红色箭头所指),点状结果相对较多,说明AO在板形感器和毛形感器中均有表达一些,但毛形感器中的表达更多的触角中,主要为点;在内勤蜂状表达结果,圆盘状结果较不明显,说明AcerOrco主要在内勤蜂触角上的毛形感器中表达。。并且采集蜂触角中的点状表达结果明显多于内勤蜂-34- ,一…"'、瓜Bit^Aa^\人'%:女■聋■\皆II4-ir图1AceOl在内勤蜂和采集蜂触角上的定位Fi4-1LliztiAOlifA.g.ocaaonofcerrnantennaeoc.cerana注;A;AcerOrl在内勤蜂触角中的阳性表达a;AcerOrl在內勤蜂触角中的阴性表达B;AceiOrl在采集蜂触角中的阳性表达b:AcerOrl在采集蜂触魚中的阴性表达No化:A:ThepositiveexpressionofAcerOrlin化eantennaofnursea:Thenegativeexpressio打ofAcerOrlinthe311161111过ofnurselB:TheositiveexressionofAcerOrlintheantenn过offoragerb;Thepp打eativeexressio打of人cerOrlintheantennaofforagergp-35- A.靡'rV嘉^a^'r.7 ̄*t.w#戶'/-.、'r心‘//^’/。…麵方.j'I:/:J//图4-2AcerOrco在内勤蜂和采集蜂触角上的定位Fi-calizaio打ofcerrcoinanennaeofAC.cer口巧幻g.42LotAOt注:A:AcerOrco在内勤蜂触角中的阳巧表达a:AcerOrco在内勤蜂触角中的阴性表达B:AcerOrco在采集蜂触角中的阳性表达b:AcerOrco在采集蜂触角中的阳性表达Note:A;ThepositiveexpressionofAcerOrcointheantennaofnursea:The打egativeexpressio打ofcerOrcoin化eantennaofnurseB:TheositiveexressionofAcerOrcoin化eantennaofforaerb:TheAppg*neahveexiessonofcerrconeanennafforaergpiAOithtog3讨论本研究采用免疫组织化学方法对中华蜜蜂、AcerOrco受体蛋白在工蜂触角mRNA中的表达定位情况进行研究。目前对昆虫嗅觉受体的表达定位研究主要集中在水平上,蛋白表达定位的研究报道相对较少。Kriger等采用原位杂交的方法对西方蜜蜂mRNA的表达定位进行了研究,发现基因mRNA主要在工蜂触角边缘的位于板型感器和毛型感器的细胞中表达张林雅等采用免疫英光定位技术研究了AcerOrco受体蛋白在工蜂触角中的表达-36- 和定位情况,发现该受体蛋白主要分布在工蜂触角鞭节毛形感器的外部神经元w及板形82一t3感器的树突神经元中,与本研究结果致。其它昆虫的共受体基因,如公與>7tss’WWWand等的表达情况也相类似。这与Oreo作为共受体在种间的保守性相一cerOo致。本研究结果中Arc在采集蜂触角中的表达结果明显多于内勤蜂,这与之前一mRNA的定量结果相致。目前对传统气味受体的表达定位研究相对较少。Miura等研究发现麻田豆杆野換ssM’l-化caCW及asca0387个传统气味受体在雄虫的毛型感器和锥形感器中表扭。tW公wO/9、公W0W5和斯w047在家蚕雌虫的大量毛型感器中表达。Pathe等利用原位杂交的方法检测到烟草天蛾气味受体MwxtoOJ仅在雄蛾触角的毛型感器中表达。本研究中在工蜂触角的板形感器中有较大量的表达。AcerOrl在采集蜂触角中的一表达结果明显多于内勤蜂,这也与之前mRNA的定量结果相致。4小结本试验采用免疫组织化学技术对中华蜜蜂气味受体基因乂在采集蜂触角上的蛋白表达做了定位分析,从试验结果图中可W看出两气味受体基因的表达位置相似,均定位在触角感器神经元细胞中,且两受体蛋白在采集蜂触角中的表达均多于内勤蜂。但不同的是,如6^獻/主要在板形感器中表达,毛形感器中的表达非常少,而一A些,这与jcrOco在板形感器和毛形感器中均有表达,毛形感器中的表达量稍高一致作为共受体的功能相。-37- 全文结论esern-b(1)采用焚光定量PCR和Wtlot两种技术,对中华蜜蜂传统气味受体基因在内勤蜂和采集蜂各组织中mRNA和蛋白的相对表达量进行研究,结果表明,基因mRNA和蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中均有表法,但表达规律有所不同。心erOW基因mRNA在内勤蜂和采集蜂的触角中表达量最多,而蛋白却在胸部表达最多。2PCR和Westem-b()采用巧光定量lot两种技术,对中华蜜蜂共受体基因在内勤蜂和采集蜂各组织中mRNA和蛋白的相对表达量进行了研究,结果表明,基因mRNA和蛋白在内勤蜂和采集蜂各组织中均有表达一,且表达规律基本致一,均在触角中表达量最多。这与之前关于Oreo基因的研究结果reo致,再次证明了O在物种间的保守性。(3)采用免疫组织化学技术对两气味受体基因在中蜂工蜂触角中蛋白的表达进行定位分析。结果发现,两受体蛋白在采集蜂触角中的表达均多于内勤蜂,但主要在靠近触角表皮的板形感器的神经元细胞中表达,而在板形感器和毛形感器中均有表达,,且表达量较多这与的共受体身份和功能相对应。-38- 参考文献Schnen-iderD?虹sectantennae?AnnRevEt19649:103122.。]…,,2BniyneM,ClynePJ,CarlsonJR.Odorcodininamodelolfactoryoran:theDrosophilamaxillary[]ggalp.iVewmscfewcey199919i:452(M巧2.p,,y)onu*3KwHWLuTRtltzlerM如。/lfactorress巧inastatoryoinofthemalariavector?O[],,,ypongga*/汹-mosquito妨换的e./VocAtoMc化/庇z[,2006,103(;36:1352613巧1.)4FrancoMDBohbotJFernandezKetal.Sensorcellroliferationwithintheolfactoryepithelium,,,yp[]ofisexoone-developinsdultManducata.PLS200722:215230.g,,()5民甘tzlerM,ZwiebelLJ.Molecularbioloofi打sectolfaction:recentprogressandconcetualmodels[]gypJ-.JComhsio!.2005191777790.[]p,:Py6Vt民CLawrenceIGef。/.ogKostasI.MolecularbasisoferomonedetectionininsectsIn:[],,,phCs-ompreheniveMolecularInsectScienceJ.Amsterdam:Elsevier.2005;753803[]-voution7SanchezGraciaAVieiraFGRozasJ.Molecularelofthemaorchemosensorenefamilies[],,jyg?nn併说-20093088iisects?好巧y.,10:221.内-工蜂触角感受器的扫描电镜观察化昆虫学1989322166169.閒杜芝兰中华蜜蜂祗,():FroenmrocAew-lowerD艮.Thelipocalintifail:stuctureandfimction.化1996318:114例py…,,。)[10]FlowerDR,NorfliAC,AttwoodTK.Mouseoncogeneprotein24p3isamemberofthelipocalin沁-roteinfamily.方cAewi斯巧成ow/wwj.1991180:6974p^獻及份C,11FlowerDRNorthACSansomCE.Thelialinroteinfamil:structuralandseenceoverview.[],,pocpyquB-iocfiim巧iophysAc的.20001482:924,--WD;2FuentesPriorPJungbltCDonner巧SchleuninHuber民B(iW.Structth。Noeskeu,〇eureofe],,g,--thrombincomplexwithtriabin,aliocalinlikeexositebindininhibitorderived787fromatriatominepg-hu,ProcNatlAcadSciUSA,199794:1184511850g,ozRrneraran-13VtRGRybcskiLemerMR.Moleculacloninandseencingoflodotbinding,yn,gquge[]gproteinsGOBPlandGOBP2from化etobaccohawkmothMiw放/ca旅X拍E:comparisonswi化o化知’nd-insectOBPsatheiriletids.iVeMyc!.19911129722984sgnaera,:pp饥cKennaMPHekma-tScafeDSGainesPCarlsonJR.Putative知7cheromonebindin口句M,,,pgressesu-roteinsexdin江bregionof化eolfactorysstem?成〇/.1994269:1634016347ppy…,1PikielnyW,HasanG,RouyerF,RosbashM.Membersofafamilyof巧細7autative[却Cp--nxbodorantbrir1235indingroteisareeressedindifferentsusetsofolfactoyhas.Neuron.1994,:pp49Tco-1BriandIvNesoulousCHuetJCakahashiMPemoUetJC.Ligandbindingandsichemical,p,,,phy[巧Prec-enmoneraroertiesof/;weAS2过ombinantodorantbindingrotifrohee4及//L..pp,pyb(批|^)Bochem-i.2001268:752760,nCllhWeriurhCAVt-17DickesJCaaanFEnWPMogRG.Odorantbindinroteinsoftruebus.,,g,,g[]pygpGenericspecificity,sexualdimorphism,andassociationwithsubsetsofchemosensorysensilla.AnnNYAcadScL-1998855:306310,rndodsci故smarmHWalteMFDimitratosSaWo0?IsolationofDNAclo打esencodinutative。糾B,,gp-uodorantbindingroteinsfromtheantennaeofthemalariatransmittingmositoAnohelesambiae.pq,pg-InsectMolBiol.200211:123132,19XuPX,ZwiebelUandSmithDP.Identificationofadistinctfamilyofgenesencodinatypical[]g--39 -uodorantbindingproteinsinthemalariavectormosqito虹fe./化yec'M?/巧如/.2003,各,-1260:5495-0-口IshidaY,GomelAJ,LealWS.Identificationandcloningofafemaleantennasecificodorantbindin]pgu-roteinin化emositoCwfec旅沁te.JCAew抗〇/?200228:867871pq如,口。IshidaY,ChenAM,TsurudaJM,CornelAJ,DebbounM,LealW!S.Intriguingolfactoryproteinsfromveu_theyellowfermositoAedesaeti,Naturwissenschaten,200491:426431,gypf,q2..2002451[巧王桂荣,郭予元,吴孔明昆虫触角气味结合蛋白的研究进展阴昆虫学报,,():-131137.’?ran--PelosiP.Odotbindingroteins.CWf.7?ev.公zocAe说.Mo/瓜〇/.199429:199228.口引,,口)p-nbranr24MombaertsP.Seventrasmemeoteinsasodorantandchemosensorreceptors.Science1999[]py,,2%40-(54):707711.-5Hekmat-ScafeOSGainesProsoirronMc&ennaMP.PutativeDhlaeomonebindinteis口,,pph]gpexresseaubtrs-d?公沁e/npinsregionofheolfactoystem././.CA.19942692:1634016347.y,,(苗enouerFemberfafamiofu-FikilnyCWHasaGR.Msol?Matativeodorantbindin口巧,,yy巧pgroe-ptinsareexressedindifere打tsubsetsofolfactoryhairs.JVeMrow,1994,12:3549.p(。27Larss-ratigueAamanacciVelA.Xstructureandliandbindinstudfamoth[],CpRouyyo,gg?-chemosensoryrotein.J成〇/CAe/w20022773:3209432098.,,(句p28GreeneMJGordonDM.Socialinsects:Cuticularhdrocarbonsinformtaskdecisions.Nature,2003[],y,,423%巧30-32巧:.-29-LEiNagnaneMeillourP,CainAH,JacquinJol.Chemosmsorroteinsfromtieproboscisof[]yypMamestrarassaeemn-bic,ChSeses2000255:541553.,,()30WmmerKW,IsmanMB,Fen.Develomentalexressionpatternsoffourchemosensoryprotein[]gQppenefr■把raw化2005somtheEasternsprucebudwonnCAroisweMra7w,14:g,與與口)289-300.31AnholtRR5MackayTRuantitativegeneticanalysesofcomplexbehavioursinDrosophila,NatRev[]QGew20045-如11:的8849.,,()32KitabayashiAN,AraiT,KuboT.MoleculardoingofcDNAforplO,anovelproteinthatincreasesin[]’theregeneratinglegson戶巧奇7/。巧6化幻说6曆/7。(Americancockroach).獻及zocA巧MMo/方Zo/,-19982810:785790.,()NA-33MaleszkaJ?ForetS.SaintR.Riinducedhenotyess甘ggestanovelrolefor汪chemosensor[],,ppyroinithdlt.teCSP5neeveopmenofembryonicinteumentinthehoneybeeApismelliera)Dev,pg(f-Genes.Evol.20072173:189196.,,()口4SimpsonPJ,NighomA,MortonDB.Identificatio打ofanovelguanylylcycl报ethatisrelated^]receptorguanylylcyclasesbutlacksextracellularandtransmembranedomains.JBiolChem,1999,274_^6:4440M435RogersME,KrieerJ,VotRGAntennalSNMPssensorneuronmembraneroteinsofleidoptera[]gg(p)pueD-ron-defineaunifamilyofinvertebrateC36liketeisJ.如/,2001,49:4761qp[]")36Blomui巧GJVogtRGPheromBiochraiMolBiolLo打don:ElsevierAcademicPress2003.[]q,,39-1446.37VosshallLBStockerRF.MoleculararchitectureofsmellandtasteinDrosohila.AnnuRevNeurosci,[,]p—巧3200730505.,:38JinX,HaTS,Smi化DRSNMPis泣signalingcomponentrequiredforpheromones知sitivityin[]rosoa-Dphila,ProcNtlAcadSci20081051099611001.,,,-40- ogtRG虹:LIGilbertlatroGillS(edsCompr浊ensivePhsioloBiochemistr口刮V,ygy,y,,)PharmacologyandMolecularBiology.Vol3Endocrinoloondon:ElsevierAcademicPress2005.gyL,7巧-804.ra-40BreerHKrieJRminK.InsectBiochem,1990207:735740.[,ge,,()]g[4"Feyereisen民5KoenerJF,Famswo地DE,知。/?IsolationandsequenceofcDNAencodingachrome-ytocP45Gfromaninseetieideresistantstrainof化ehousefiyM.domestiea?/VocAto/如。d口]%-沉fC/&4.1989:14651469.,42PrestwichGD,VogtRG,RiddifordLM.Bindinandhdrolsisofradiolabeledheromoneand[]gyyp-mo化化m〇severalanalogsbymalespecificantennalproteinsof化eiea/?J.CAew如[]-仿〇/1%6口2:323巧3.?,()n---43RogerMEJaniMKVogt民QAolfactorsecificlutathioneStransferaseintheshinxmo化,,g[]yppcax-Manduseta.J公邸及故/1999,2021:1始51637,(巧44Kaisslin,KLOlfactorerirecetorandrecetoreventsinmoths:AkineticmodelJ.ChemSenses,[]gyppp[]200-126:125150.,45BuckLAxelR.Anovelmultienefamilmaencodeodorantrecjtors:amolecularbasisforodor,[]gyyqniiCe65175-18recoton..ll1991:7g,,4PeimisiE?Fruitflodorreceptorsfound?成始wee1999283406:1巧9.[巧y,,口)47JonesWD,NuenTT,Kloss目,LeeKJ,VosshallLB.Functionalconservationofaninsectodorant[]gy-recetorene250illil.Cwr化〇/2005154艮119121.aero化monarsofevoution,:pgye,()?巧-411CAFoxANPitRJfl/.Groteincoultorsin的Z.Si2002[巧曲,s,edrece/nw公ecence.,ppp拼…,298-:176178.49W知-annerKWAndARTrowllSC/?Felbiadexressirantreceti[],erson)e,。maesepo打ofodouorenesnpg’utilk饼nfe/W/7/化论如/07—theadltantennaeofhesworm公x0.Mo成b/.200716:1119.,y…,[50]RobertsonHM,WannerKW.Thechemoreceptorsuperfamilyinthehoneybee,Apismellifera:-exansionoftheodorantbutnotustatorrecetorfamil.GenomeRes.20061611:13951p,gy,py,()403.口U8仿巧]〇41氏Ke姑进R.Functional!analysisofanolfactoryreceptorin/>0化货瓜70Afe知容做化r阱roc-PNatlAcadSciUSA.20019893819385.:,口巧OobritsaAA,VanderGo货vailNatersW,WarrCG,ef。厶Integratingthemolecularandcellularbas-isofodorcodininheDrasopM。antenna.Afewc仍.200337:827841.gt,53SmithDP.OdorandheromonedetectioninDrosophilamelanoaster.PuersArchlroean[]pgflgyEupJl-ournaofPhysiolo.20074545:749758.gy,()-4HallemEA,CarlsonJR.Codingofodorsbarecetorreertoire.Ce//.2006125:143160.口]ypp,—STSSmrrece-uceda,ithDPA.Pheomoneptormediates11cisvaccenlacetateindresponsesin[yHyDrosoph-ila,NeuroscL200626:87278733.,5SakuraiTNakaTMitsuno扫e/Identificationandfanctionalcharacterizationofasex[,gawa,,句t-hromone.adipereceptorinhesilkmoth5ow6yxmonProcNatlAcScUSA.101:1665316658.-7MiuraNNakaawaTTatsukiSouharaKIshikawaY.Amalesecificodorantrecetor口],,g,Tjppconservedthrou班theevolutionofsexpheromonesinOstriniamothspecies./巧《J公沁/5W,20095-:319330.,5FoxANPittsRJRobertsonHMCarlson瓜ZwiebelLJ2001.Candidateodorantrecrtorsfrom[糾,,,,,q?u-化emalariavectormosqito如巧?Ae/妨各。说知幻eandevidenceofdownregulationinresponsetoblood?feed-in?尸/w化/航!982:1469314697.g,(巧-4-1 5llemmo-weaaEAFoxANZwieblUClJR2004.Olfactionitortrfrhuman[却H,,earson,:seceoost,qupodoran-t.Nature4276971:212213,,()n-ura60BohbotJDDickesJC.Insectreellents:modlatorsofmositoodontrecetoractivitJ.PloS[],pqupy[]CW左20105:el2138.,,[61LarssonMC,DomingosAIJonesWDetalOr83bencodesabroadlyexressedodorantrecetor],,ppsentilfr-esaoDrosohilaolfaction.iVcMTO200443703714.p,化,62KriegerJGrosse-WildeEGobiTDewerYMEaminKBreerH2004.Genesencodin[],,,R,,,ggcandidatepheromonereceptorsinamo化Helio化isvirescens?/VwAtoMc化/妨101:11845()-11850.[6引PittsRJ,FoxAN,ZwiebelLJ,2004.Ahi^lyconservedcandidatechemoreceptorexpressedinbotholfactoryandgustatorytissuesinthemalariavectorAnophelesgambiae.ProcNatlAcadSciUSA,101:5058-5063.64KriegerJ,KlinkO,MohlC,RainingK,BreerH.Acandidateolfactoryreceptorsubtypehihly[]g-conservedacrossdifferentinsectorders.Co/w?PhiolA2003189519/;ys:526.,,65VosshallLBHanssonBS2011.AunifiednomenclatureS^temfortheinsectolfactorcorecetor.[],,5ypChemnses-Se36:497498.,,6ngsontiaPSandersonAPCobbMWaldenKKRobertsonHMBrownS.Theredflourbeetles[词E,,j,,laigenose:anexpandedodorantreceptorgenefamilyinTriboliumcastaaeum?細ecf公沁cAe/wAfo/2008384-化0/387397.,:,()67ZhaoYYLr-iu巧YangYouMS.PsOrl泣otentialtargetfoRNAinterferencebasedest[],Q,ppemen-manat.虹sectMolBiol2011201:97104.g,,()omer-68SatoK,PellerinoMNakaawaTetaLInsectolfactoryrecetorsarehetericliandatedion[]g,ggg,pchannewr-ls.Atoe.2008452:10021006.机,chermfend-69WiDSchferR技aueiRtal.王)msppA泌zodorantreceptorsarebothliandatedand[],jegjgcc--i-1ylicmicleotideactivatedcationchannels….Vla化化.2008,452:1007101.如。r-70SatoKPellegrinoMNakaawaT/?虹sectolfactoreceptorsareheteromericliandatedionj,,[]gyggchanneaure-ls.Nt20084527190:10021006.,,()uemfe-71]WicherDSchaferRBaindRetal.Drosohilaodorantrecetorsarebofliliandatedand,,,g[ppg---…cclicnucleoti过eactivatedcationdiannelstl.20084527190:100711.y],()’72HaTSSmi化DP.Odo访ntandPheromo打eRecetorsin虹sect.巧/Ce/ZiV.20093:10.[],ps口]raewrasa,73BentonRjSacliseSMichnickSW巧al.Atyicalmembranetoologyandheteromericftinctionof[],,pp■Drasoodorantreceptorsinvivo口].化斯〇/,2006,4:e20.如p)CW?4NicholsASLuege.Trbrent37a/ne/awos似odorantrt,ansmemanesegmofecepor[7]咖各otrib--subunit85bconutes!:〇ligandreceptorinteractio打s…?/。记/CAe/n.2010,285(1:1185411862.巧75waTSkriTNihiokTtl-nalNakaaua.Insectsexheromonesimediatedbsifi,sa,asc[]ga,epgypeccomb始-inationsofolfactoryrecetors.况2005307:16381642.p…,[76]ScharlakenB,GraafDC,GoossensKj。/.Referenceg灼leselectionforinsectexpressionstudies-usingtitativerealtimePCR:TheheadofthehonebeeApismellieraafterabacterialchallengequany.f^J20088-.JInsectSci:110.[\,,uantifica--7MichaelWP.Anewmathematicalmodelforrelativetio打inrealtimeRTPCR.17]q…c-AidsRes2001299:20032007.,,()vak-8LiKJSchmittn了D.Analsisofrelative知eexressiondatausinrealtimeuantitativePCR。],geyqgpgand"化e2J)eltaDeltaCTMethodJ.M姑Ao沁,2001巧4:402408.(())[],()-42- 79张林雅,谢冰花,倪翠侠等.中华蜜蜂Oreo嗅觉受体基因的克隆、表达及亚细胞定位.駐虫学报[]-J20125511:12461254.[],,()0申建梅胡黎明宾淑英等.J.瓜实蜡嗅觉受体基因的克隆及表达谱分析度虫学报[,2011巧],,],2543-265271.():.J.200巧。张帅,苏宏华等棉铃虫气味受体的克隆与组织持异性表达[昆虫学报,乂,张永军]55-:7287%.2吴孔明苏宏华等.度王挂荣.棉铃虫嗅党受体基因的克隆及组织特异性表达[J]虫学报,2005巧],,,48-:823828.3.eoJ葛星.巧],张天涛,何康来等桃蛙頓成虫Or嗅觉受体基因的克隆及组织表达谱分析[]昆虫学报,2013,%(3).4:II陈茜.斜纹夜蛾嗅觉的表达谱分析J.2011巧],吴仲南,杜永均等受体基因[]鼠虫学报,,-54.:881886张永军..巧5帅,苏宏华等中红侧沟蓝蜂非典型气味受体的克隆及纽织特异性表达阴中国农业]张,2009425-:16391645.科学,,()巧巧杨承远.家蚕嗅觉受体基因的结构、表达与功能初探[巧?西南大学,201化.err-de87KrieJGosseWilEGobi了.Candidateheromo打erecetorsofthesilkmoth及monJ.[]g,,pp[]roean-EuJ200521821的2176.pNeumsci.:,()巧糾JordanMD,AndersonA,BegumO,。厶OdorantreceptorsfromthelightbrownapplemothEasosvianazeuchemnses(piphypttt)recogniimportantvolatilecompoundsrodedbyplantsJ.CSe,p[]2009345-:%3394.,()9刘杨等.孔畅仪.小莱蛾H个普通气味受体基因的克隆及表达谱机中国农业科学巧],王桂荣,,2014,(9).90SliferEHandSekhonS义Finestructureof化esense0anson化eflagellumofthehoneybee,[]巧-%1J/n饼/19611〇93351.raLinnaeus.J0:於抑,,()[]9li.AtRtrfurueenSubstanceundSterzelduftbeider1KaissngKE,RennerMnennaeezeoen]pQ[H沁巧-o打igbieneJ.Zver/戶及1968,4:357361.[]各妙()巧马VosshallLB,AmreinH,MorozovPS,封。Aspatialmapofolfactoryreceptorexpressionintheonnnae-Dray/碱7幻ate.C199996:725736.机化,口3]MalpelS,MerlinC,FrancoisMG,ef。/.MolecularidentificationandcharacterizationoftwonewLidopt脚chemoreceptorsbelongingtothe巧?M。巧姑化rOR83bfamilyJ.//lyec'Afo/^[]-巧6斯〇/2008175:587.,,()94PatchHM,VelardeRAWaldenKKO知幻/?ACandidatePheromoneReceptorandTwoOdorant[],,■kmo妨-RecetorsoftheHawthMzwiiMc幻sexto口?CAe/w,2009,344:305316.p]()[95]MiuraN,NakagawaT,TouharaK,etaLBroadlyandnarrowlytunedodorantreceptorsareinvolvedin?打?於c沁c-femalesheromonerecetionin化於把mo化s./f方AewM?/成201040:6473.巧pp饥,--43 Abstractu-Theinsectolfactorysstemiscomlicatedandse打sitive,whichis化eresltoflontermevolutionypgforinsect!:〇adapt化化ecomplexenvironment.Insectsseekforfood,selecthabitat,坊tchangeinformationbetweenindividualsandivebirthtooffsnbsensitiveolfactor.Aisceranaceranaisgprigyypanexce--llentnativeseciesinChinahastheadvantaesofsavinfeedcoldresistantandheatresistantp,gg,,’resistinbeemiteandAmericaninfantdisease.Ksversuitableforllinatinthelantsblossominingypogpgwinterandmountainareasandlaysaverimortantroleinmaintaininthe出versitflantsinChina.pypgyopcerawflcenzwowaschosenastheresearchmaterialin化6study,thenzicerOr/andwereresearched-atthelevelofmRNAandroteinbRTPCRtrnblttinandimmimohistochemistr.,weseopyqgy-meneRealtiPCRwasusedtodetermitheexpressionatternofAcerOrlandAcerOrvomRNAin5ptissuesofnurseandforagerbees.TheresultrevealedAcerOrl^AcerOrcotranscriptsweredetectedineachtissuebutthemo巧wereintheantenna.Inaddition,theexpressionofthetwoenesindiferent,gtissu的offoragerbeesis坊lerallhigher化an化atinnurse.gyPetide'tsepsegmentsoOc巧CW方心erOcoweredesignedandsynhesisedbasedon化equenc故ofthetwocDNAgenestomakePolyclo打alantibody.Therelativeexpressionofthetwoproteinsin5ssuresearc-notiesofnurseandforagerbeeswerehedbyWestemblottechlogy.TheresultsshowedthatnrtsnrcomantheroteiexessionofAcerOrlwashehihetithechestvMlQAcerOilyexressinheadppg,pofnurseandforager.Byimmunohistochemicaltechnique,cellularlocalizationofthetwoodorantreceptorsinbeeantennawasdetermined.TheresultsshowedthatAceiOrlexpressedmainlyinneuronalcellsofthesensillalacodeaneartheantennaeeidermiswhiletheoneofAcerOrcowasdetectedbothinsensillapp,ndwhwaveroco-rtoitrihodeaasens姐alacodeaichsrelatito化eleofeceranditsftnction.,ppWefocusedontheresearchoftheexpressionandlocalizationofAcerOrlandAcerOrcotoprovideerirxonofthemechanmoforreceorofthethscientifictheoryfothefithereploratiislfactoypthoneybeeandfortherevelationoftheabilityofsearchingforsuperiorbeepollen.Keywords:ceranacerana;odorantreceptorgene;mRNAexpression;proteinexpression;proteinlocalization-45- 致谢玉心'指导下完成的本文是在恩师姜锁教授的悉。本论文从选题、试验设计、实施、数据处理到论文写作'、定稿无不凝聚着思师的大量心血和汁水。导师渊博的知识、严谨求实的治学态度、开拓创新的进取精神使我受益匯浅,是我终生学习的榜样。王年的研究生学习期间恩师及师母李春艳老师在学习、生活、科研等各方面都给予了我板大的,W最崇高的敬意和心'的感谢关怀和支持。在此谨向两位老师致衷!祝應导师及家人身,体健康、幸福平安!感谢我的师姐赵慧婷博壬在试验设计、试验数据处理W及论文写作过程中的指导。同时、岳文斌教授、王钦德教授、呂丽华教授、曹果清教授、,我要非常感谢刘文忠教授任有蛇副教授、张春香副教授、高鹏飞副教授、石磊副教授、乔利英老师、刘建华老师、胡文革老师、在实验中给予我的帮助。感谢遗传育种与繁殖学科点上的各位老师。感谢马卫华师姐、杜海燕师姐、田嵩浩师兄、杨爽师兄W及师弟师妹王树杰、杜亚丽、潘建芳、邹宇等在学习、试验及生活中提供的帮助。感谢我的同口孟娇,在试验过一一天程中我们互相协作互相帮助起度过了试验生活的每。感谢牛蛟艳、马利、郭,,丽娜、姜晚龙、炼建伟、张国林、赵辉、张静、贾夏丽等同窗好友对我的鼎力相助在,此向你们致W崇高的感谢!感谢我的家人和朋友多年来对我的支持和鼓励。正是你们默默的关怀和付出,才给'了我前进的动力I心的感谢在此致W我最衷。,最后再次感谢所有关'与支持我的所有老师、同学和朋友们时向参加论文评,,同审和答辩专家组表示最诚擎的淆意!橋mm年巧-47-