中华蜜蜂气味结合蛋白AcerOBP7的表达及结合特性

摘要

【目的】中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)是我国本土蜂种,也是重要的传粉昆虫和经济昆虫。气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)是蜜蜂嗅觉感知中的关键蛋白。在前人对中蜂AcerOBP7基因序列特征分析的基础上,本研究进一步对其表达特性及与气味物质的结合能力进行探究,为揭示气味结合蛋白在中蜂嗅觉系统中的作用提供基础数据。【方法】采用qRT-PCR检测AcerOBP7在工蜂不同组织和发育阶段的表达特性;通过原核表达系统获得AcerOBP7融合蛋白,使用Ni-NTA柱进行蛋白纯化;采用荧光竞争结合法,以1-NPN(N-phenyl-1-naphthylamine)为荧光探针,测定AcerOBP7与信息素及植物挥发物的结合能力;设计并合成dsAcerOBP7,采用饲喂法对该基因进行沉默,通过qRT-PCR测定沉默效率;结合RNAi,利用EAG检测并比较对照组与干扰组中蜜蜂触角对待测物质反应值的差异。【结果】qRT-PCR结果显示,AcerOBP7 mRNA在工蜂触角中的表达量极显著高于其他组织(P<0.01),且在20日龄时表达量最高,在1日龄时表达量最低。成功构建了pET28a/AcerOBP7表达载体,通过大肠杆菌原核表达系统获得了高纯度的重组蛋白。与37种配体分子的荧光竞争结合试验表明,AcerOBP7与9-ODA、1-壬醇结合能力最强,Ki值均为1.85μmol·L^(-1),其次与(+)-柠檬烯、1-辛烯-3-醇、芳樟醇、反式肉桂酸乙酯、桉树脑、(+)-3-蒈烯及壬醛有较强的结合活性,Ki值分别为1.87、2.66、2.72、3.05、3.88、4.14和4.40μmol·L^(-1),与所选择的幼虫信息素均无结合能力。使用饲喂dsRNA的方法成功干扰了AcerOBP7的表达,干扰效率最高可达70.63%。干扰后的EAG试验表明,中蜂触角对所测气味物质的反应强度均有所下降,其中1-辛烯-3-醇、壬醛、桉树脑和9-ODA的EAG相对值显著降低(P<0.05)。【结论】AcerOBP7在中蜂采集蜂触角中高表达,重组蛋白能与多种气味分子结合,表明AcerOBP7是一种广谱型结合蛋白,推测其可能在工蜂采集和哺育蜂王的行为中发挥着重要作用。另外,1-辛烯-3-醇、壬醛、桉树脑和9-ODA可能是AcerOBP7结合特异性较高的配体物质。