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在长期的进化过程中,昆虫形成了高度灵敏的嗅觉系统,并以此来感受外界环境中的气味物质,从而做出相应的行为或生理反应,如寻找配偶、食物和栖息场所等。昆虫的嗅觉分为外周和中枢神经感受两个过程,在外周神经感受过程中,嗅觉感器腔内大量存在气味结合蛋白(Odorant binding proteins, OBPs)负责将进入到感器腔内的脂溶性气味物质结合并运输到位于感受神经膜上的气味受体(Odorant receptor,OR),因此OBP和气味物质的作用是昆虫嗅觉的第一个生化步骤。二化螟Chilosuppressalis(Walker)是一种重要的农业害虫,对其OBP的研究,不仅有助于深入理解昆虫的嗅觉机制,而且可以为开发高效行为调控技术提供新的靶标基因,提高二化螟的可持续防治水平。然而,国内外有关二化螟OBP的研究较少,本研究利用所在研究组测得的二化螟基因组数据,通过生物信息学和分子生物学相结合的方法,得到26个OBP基因的cDNA片段,并进一步克隆得到其中6个OBP基因的全长cDNA序列。在此基础上,测定5个OBP基因的组织表达谱,并利用蛋白体外表达技术及荧光竞争结合实验初步探讨了其中一个OBP的生理功能。主要结果如下：1.二化螟OBP基因的克隆及序列分析结合基因组数据分析并利用PCR技术,获得了29个OBP基因cDNA片段并对其中的26个进行了成功验证,进一步克隆了其中6个OBP的全长cDNA序列,分别命名为CsupOBP1、CsupOBP2、CsupOBP3、CsupOBP4、CsupOBP5和CsupABPX。序列分析表明,CsupOBP3、CsupOBP4和CsupABPX具有6个保守的半胱氨酸位点,属典型的OBP基因；但CsupOBP1、CsupOBP2和CsupOBP5只有4个保守的半胱氨酸位点,为Minus-C OBP基因。CsupOBP2、CsupOBP3、CsupOBP4和CsupABPX的氨基酸序列与其它鳞翅目昆虫OBP具有很高的相似性,分别为81%、66%、61%、70%；CsupOBP1和CsupOBP5的氨基酸序列与其它鳞翅目昆虫OBP的相似性较低,分别为34%、43%。2.二化螟OBP基因在不同组织的表达量分析为了探讨CsupOBP基因的功能,利用RT-qPCR技术检测并比较了CsupOBP1、 CsupOBP2、CsupOBP4、CsupOBP5和CsupABPX等5个基因在幼虫及雌雄成虫不同组织中的表达量。结果表明,在幼虫期4个OBP主要在头部表达,以CsupOBP1基因的表达量最高,其次是CsupOBP2,而CsupOBPS和CsupABPX基因的表达量很低。在成虫期,CsupABPX主要在触角表达,在其他组织几乎不表达；CsupOBP2主要在头部表达,在其他组织少量或不表达；CsupOBP1在不同组织中都有表达,但以足、翅及雄性触角和头部的表达量较高；CsupOBP4和CsupOBP5主要在腹部高表达。这些CsupOBP基因在幼虫头部、成虫触角等化感组织中的高表达,暗示它们在二化螟的嗅觉或味觉中起重要作用。3.二化螟CsupOBP1的原核表达及配体结合能力分析鉴于CsupOBP1基因在幼虫期头部、成虫期雄性触角及雌雄足、翅中均有较高表达,推测其在二化螟的嗅觉及味觉中起重要作用,为此进一步进行了体外功能研究。首先将该基因构建到pET-30a(+)表达载体中,在大肠杆菌Escherichia coli中经IPTG诱导进行大量表达,表达产物经镍离子亲和层析、肠激酶酶解等步骤,得到纯化的CsupOBP1蛋白。然后以1-NPN为探针,利用荧光竞争结合实验,测定了CsupOBP1对38种不同气味物质的结合能力。结果表明,在被测气味物质中,CsupOBP1只与p-紫罗兰酮具有较强的结合能力,Ki值为9.53μM。p-紫罗兰酮是包括二化螟寄主在内的很多植物中普遍存在的一种芳香气味组分,因此,CsupOBP1可能通过对该气味物质的识别从而在二化螟对寄主植物的定向中起作用。4.二化螟成虫对p-紫罗兰酮等植物挥发性化合物的EAG反应上述配体结合实验结果认为,CsupOBPl与p-紫罗兰酮的高结合能力可能在二化螟对寄主植物的定向中起作用。为了验证这一推测,测定了二化螟成虫对包括p-紫罗兰酮在内的4种植物挥发性化合物的触角电位(EAG)反应。结果表明,雌雄成虫对β-紫罗兰酮均可产生显著的EAG反应,间接支持了CsupOBP1在二化螟对寄主植物定向中的作用；比较而言,雄虫的反应显著高于(2倍于)雌虫的反应,这一结果与CsupOBP1在雌雄触角间表达量的差异相一致。