昆虫学报

作者：张立民,陈伟,李真祥,王军,杨静,王恺,罗晨,张苏芳,宗世祥,孙江华,刘芳华

单位：1. 河北省木兰围场国有林场, 承德 068450; 2. 河北大学生命科学学院, 河北省生物互作基础学科研究中心,生命科学与绿色发展研究院, 保定 071002; 3. 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所,国家林业和草原局森林保护学重点实验室, 北京100091; 4. 北京林业大学,林木有害生物防治北京市重点实验室, 北京 100083

关键词：云杉花墨天牛,化学感受蛋白,时空表达谱,气味结合特性；化学感受；寄主定位

【目的】本研究旨在鉴定云杉花墨天牛Monochamus saltuarius化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)基因，分析其时空表达谱，并阐明触角特异性高表达的CSPs与寄主油松Pinus tabulaeformis主要挥发性化合物的配体结合特性，为开发基于CSPs的绿色防控分子靶标提供依据。【方法】基于云杉花墨天牛转录组数据鉴定CSP基因，并利用生物信息学方法分析其表达谱；采用邻接法对云杉花墨天牛与其他鞘翅目(Coleoptera)昆虫的CSP基于氨基酸序列进行系统发育分析。根据已报道的云杉花墨天牛转录组数据中的TPM(tags per million)值，分析CSP基因在其取食不同植物(阔叶红松Pinus koraiensis和油松)的4龄幼虫中及成虫不同性别个体中的表达丰度，并使用qRT-PCR检测云杉花墨天牛CSP基因在成虫不同组织(触角、头、胸、腹、翅和足)中的表达量；通过原核表达和荧光竞争结合实验测定MsalCSP1重组蛋白与6种油松主要挥发性化合物(D-柠檬烯、月桂烯、3-蒈烯、α-蒎烯、β-蒎烯和莰烯)的结合特征。【结果】从云杉花墨天牛转录组数据中共鉴定出16个CSP基因(MsalCSP1-16)；系统发育分析显示12个CSPs与松墨天牛Monochamus alternatus的CSPs聚集为10个同源类群，表明进化关系相近。转录组分析显示， 6个CSP基因在幼虫和成虫期均表达，在取食不同寄主植物的4龄幼虫中及成虫不同性别之间6个CSP基因表达量也存在差异；qRT-PCR结果显示， MsalCSP1和MsalCSP5在成虫触角中特异性高表达， MsalCSP13和MsalCSP15在头部高表达， MsalCSP11在翅中高表达，MsalCSP3和MsalCSP13在足中高表达。荧光竞争结合结果显示，MsalCSP1重组蛋白与油松6种主要挥发性化合物D-柠檬烯、月桂烯、3-蒈烯、α-蒎烯、β-蒎烯和莰烯的结合能力强，结合常数(binding constant, Ki)值分别为0.87, 0.70, 0.91, 0.85, 1.09和0.70 μmol/L。【结论】本研究首次鉴定出云杉花墨天牛的16个CSP基因，并明确其在4龄幼虫和成虫不同组织中的表达特征，推测成虫触角高表达的MsalCSP1在云杉花墨天牛定位寄主植物过程中发挥重要作用。

来源：2025年第11期

《昆虫学报》期刊编辑部

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