多异瓢虫气味受体HvarOR21的基因克隆及配体结合特性分析OA北大核心CSTPCD

【目的】克隆多异瓢虫Hippodamia variegata触角中高表达的气味受体基因HvarOR21,明确HvarOR21的配体结合特性,为揭示多异瓢虫定位猎物栖境的嗅觉识别机制提供理论基础。【方法】基于多异瓢虫成虫触角转录组测序数据与气味受体鉴定结果,通过PCR克隆具有完整开放阅读框(open reading frame,ORF)的HvarOR21 cDNA序列;利用系统发育进化分析和序列分析分别研究HvarOR21的分类及序列结构特征;采用爪蟾Xenopus卵母细胞体外表达结合双电极电压钳记录重组表达蛋白HvarOR21对66种候选气味化合物的电生理反应;通过同源性建模和分子对接模拟预测HvarOR21与癸醛的结合位点。【结果】克隆得到多异瓢虫HvarOR21(GenBank登录号:PP236119)的cDNA全长序列;HvarOR21含有7个跨膜结构域,且N末端位于胞内,C末端位于胞外,符合昆虫气味受体的典型特征,属于鞘翅目(Coleoptera)气味受体G5分支成员。重组HvarOR21对癸醛有反应,且呈剂量依赖性。HvarOR21与癸醛通过疏水作用及范德华力结合多个氨基酸残基,结合力为-22.18 kJ/mol。【结论】癸醛是棉蚜Aphis gossypii为害棉花后释放的虫害诱导植物挥发性化合物。HvarOR21特异性对癸醛有电生理反应,且与癸醛的结合力较强,提示HvarOR21在多异瓢虫定位猎物栖境中发挥作用。