摘要
蝗虫是一种全球性的农业害虫。一旦爆发蝗灾，会对当地的经济生产和社会稳定带来巨大的损失。在我国，引发蝗灾的主要种类为飞蝗。飞蝗分为散居型和群居型两种类型。散居型个体可以接收4-乙烯基苯甲醚（4-Vinylanisole, 4-VA）的刺激，然后向群居型转变，并可能进一步聚集引发蝗灾。目前已知飞蝗触角上的OR35蛋白为4-VA的特异性受体，传递聚集信号。然而，OR35与4-VA的结合模式和信息传递过程还不清楚。此外，蝗灾的爆发与飞蝗强大的繁殖能力分不开，已有研究定位到雄性生殖器官内存在唯一的化学感受蛋白 CSP91，而其具体结合的化合物还不清楚。因此，对于 OR35 和CSP91结构的研究对理解其参与信号传递机制是很有必要的。 本研究以飞蝗作为研究对象，首先通过实时荧光定量PCR技术分析飞蝗体内CSP91的表达情况。然后，在大肠杆菌内异源表达CSP91，并进行结晶实验。同时，借助分子对接和分子动力学模拟技术，分析CSP91蛋白和4种配体分子的结合模式。此外，利用杆状病毒载体对OR35和Orco进行异源表达，以获取纯化蛋白。主要研究结果如下： 1. 荧光定量PCR实验结果发现，雄性飞蝗触角CSP91的表达丰度最高，其次是精巢和附腺。并且，精巢和附腺的CSP91均在交配后出现增长趋势。而雌性飞蝗内，CSP91在受精囊内表达丰度最高，其次是触角和卵巢。交配后，卵巢内CSP91表达水平明显增加，但是受精囊的CSP91表达量却出现大幅度下降。此外，两性飞蝗的CSP91在脑、中肠和脂肪体内表达量均很少。 2. CSP91蛋白可以在大肠杆菌体系内表达并有很好的纯化效果。分子对接结果显示，章鱼胺、蜕皮激素、油酸和软脂酸均可以与CSP91结合。分子动力学模拟结果显示，油酸与CSP91结合效果较好，且关键氨基酸位点为Ile11、Asp36、Pro92。 3. 选择 pEG-BacMam 作为 OR35 和 Orco 的体外表达载体，构建杆状病毒表达质粒。并且分别以感染复数为1和感染复数为2的病毒量感染真核细胞以表达蛋白质。纯化后的电泳结果表明，感染复数为1时，使用病毒感染真核细胞可以表达出正确折叠的OR35蛋白。 综上所述，本研究从嗅觉系统的两类关键蛋白入手，进行了体外蛋白质表达和分子对接实验。为后续研究CSP91在飞蝗生殖过程中的功能，以及分析CSP91、OR35如何与各自的配体分子结合打下了基础。
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