外界环境是一个混合而复杂的气味库,昆虫依靠灵敏的嗅觉系统来识别环境中不同的气味分子,进而产生相应的行为,例如:选择寄主植物和产卵位点、识别配偶、躲避危险等。豌豆蚜是重要的农业害虫,主要通过吸食植物汁液和传播植物病毒危害植物,豌豆蚜通过识别植物挥发物对寄主进行定位,同时也能通过灵敏的嗅觉系统来躲避危险,当豌豆蚜遭受捕食或寄生攻击时,会从腹部后侧释放含有报警信息素的小液滴,附近的个体感知报警信息素后,会从植物上逃走或直接掉落而躲避危险。多种蚜虫包括豌豆蚜的报警信息素成分为反-β-法尼烯(EBF)。本论文对蚜虫识别寄主植物挥发物和报警信息素的机制进行了初步研究,研究结果有助于了解豌豆蚜如何定位寄主植物和逃避危险,而且为基于嗅觉基因筛选高效的引诱剂和驱避剂奠定了理论基础。主要研究结果如下:1.豌豆蚜EBF受体基因的鉴定、筛选和功能研究。目前已有报道从豌豆蚜和棉蚜基因组中分别鉴定了 79个和45个气味受体基因。我们将所有气味受体进行序列比对和进化分析,并选取在两个种间氨基酸一致性高于65%的气味受体作为候选的EBF受体。通过上述方法,确定了 15个候选EBF受体。随后,我们从豌豆蚜触角中克隆得到这些受体的全长序列,并在非洲爪蟾卵母细胞中异源表达,结合双电极电压钳技术筛选可被EBF激活的ApisORs。结果表明,仅有ApisOR5可被不同浓度的EBF激活,且EC50值为2.12×10-7 M。挑选3龄若虫,注射ApisOR5的dsRNA对该基因进行干扰,并在注射72 h后进行触角电位和行为学实验。触角电位(EAG)实验结果表明,干扰掉ApisOR5的豌豆蚜对EBF的反应明显降低。行为学实验结果表明,干扰掉ApisOR5的豌豆蚜对EBF的感知被明显削弱。以ApisOR5为靶标,使用双电极电压钳筛选61种植物挥发气味,结果表明,除EBF外,仅乙酸香叶酯可以激活ApisOR5。行为学实验表明,乙酸香叶酯对豌豆蚜也具有明显的驱避作用。2.豌豆蚜气味受体ApisOR4和ApisOR23的克隆、表达及功能研究。ApisOR4全长1161 bp,编码386个氨基酸;ApisOR23全长1245 bp,编码414个氨基酸。将ApisOR4/Orco和ApisOR23/Orco分别在非洲爪蟾卵母细胞中异源表达,并进行功能鉴定,结果表明,ApisOR4对4-乙基苯乙酮、水杨醛、乙基苯甲醛、乙烯基苯甲醛、(1S)-(-)-马鞭草烯酮、(S)-顺-马鞭草烯醇、(-)-冰片和(1 R)-(-)-桃金娘烯醛有反应,ApisOR23对顺-2-已烯-1-醇、1-庚醇、对乙基苯乙酮、乙酸己酯和反-2-已烯醛有反应。组织表达谱结果显示,ApisOR4和ApisOR23仅特异在触角中表达。EAG实验结果表明,ApisOR4的配基均能引起豌豆蚜触角的电生理反应