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昆虫完成嗅觉识别过程需要多种嗅觉相关蛋白的参与,这些嗅觉蛋白在昆虫与外界进行信息交流时具有重要意义。截至目前,人们发现参与昆虫的嗅觉相关蛋白主要包括气味结合蛋白(Odorant Binding Proteins,OBPs)、化学感受蛋白(Chemosensory Proteins,CSPs)、感觉神经元膜蛋白(Sensory Neuron Membrane Proteins,SNMPs)、气味受体(Odorant Receptors,ORs)、离子型受体(Ionotropic Receptor,IR)和气味降解酶(Odorant Degradation Enzyme,ODEs)等。普通大蓟马(Megalurothrips usitatus Bagnall)又名豆花蓟马、豆大蓟马,隶属于缨翅目(Thysanoptera)蓟马科(Thripidae)大蓟马属(Megalurothrips),是我国华南地区豆科植物上的重要害虫,目前其防治仍然以化学防治为主。本研究通过开展普通大蓟马转录组测序、嗅觉相关蛋白基因克隆及龄期表达模式分析研究,为今后挖掘更多嗅觉相关蛋白基因奠定基础,同时为阐明普通大蓟马寄主选择行为的分子机制提供理论依据。1.普通大蓟马转录组的测定:收集普通大蓟马的若虫、伪蛹、雌成虫、雄成虫不同发育阶段的样品,分别抽提总RNA后进行转录组测序。每个样品均获得了超过45,683,836条clean reads和6,852,575,400个以上碱基,reads平均长度为150 bp。最后组装成78,474条Unigene,长度范围为200~26,358 bp,平均长度为1904 bp,N50长度为3,742 bp。将Unigene集通过Blast比对数据库进行功能注释后获得54,271条具有较高注释可信度的Unigene。与其它物种序列对比结果表明与内华达古白蚁(Zootermopsis nevadensis)匹配度最高,为19.95%。2.通过对差异表达基因(FDR≤0.001并且差异倍数在2倍以上的基因)分析,从普通大蓟马中分别筛选出9,000~19,000个在两两不同发育阶段中显著性差异表达的基因,并通过GO富集注释到生物学过程、细胞组分、分子功能3个功能分类中。差异表达基因的KEGG pathway分析显示,在两两不同发育阶段中分别有7,000~14,000个差异表达基因参与296~299个代谢或信号通路,其中参与生殖代谢通路、昆虫生理节律调控、核酸复制与转录、蛋白质翻译与加工修饰的相关基因都发生了不同程度的上调和下调,表明这些基因在普通大蓟马的生长发育、生理节律调控等方面发挥着重要作用。3.通过克隆,成功获得3个普通大蓟马嗅觉相关蛋白基因cDNA全长序列和1个嗅觉相关蛋白基因的cDNA片段序列,分别命名为MusiCSP1、MusiCSP2、MusiOBP1、MusiOBP2。MusiCSP1、MusiCSP2、MusiOBP1全长cDNA序列分别为639 bp、708 bp、645 bp,开放阅读框分别为405 bp、405 bp、414 bp,分别编码134、134、137个氨基酸,预测成熟蛋白分子量分别为15.185、15.065、14.754 kDa,等电点分别为7.57、8.21、4.15,N端均含有19个氨基酸组成的信号肽。获得MusiOBP2的cDNA序列1014bp,5’端不完整,经过生物学分析发现不具有完整的开放阅读框。4.普通大蓟马嗅觉相关蛋白基因不同龄期表达模式研究表明,各个基因在普通大蓟马各个发育阶段均有表达,但表达程度不一。MusiOBP1在初羽化雌虫中的相对表达量最高,其次是1龄、2龄若虫和初羽化雄虫,在预蛹期表达量最低;MusiOBP2在初羽化雌虫中的表达量最高,其次为1龄和2龄若虫,在伪蛹期表达量最低;MusiCSP1在预蛹期表达量最高,其次为1龄若虫和成虫,在伪蛹期表达量最低;MusiCSP2在预蛹期和初羽化雄虫中表达量最高,其次是2龄若虫,在初羽化雌虫中表达量最低。