花椒窄吉丁气味结合蛋白AzanOBP4基因克隆及其与寄主挥发物分子对接

作者：郭莉; 陈迪; 高晓进; 贾任航; 张泽腾; 谢寿安^*; 吕淑杰; 陈正斌

来源：农业生物技术学报, 2021, 29(07): 1364-1377.

• 花椒窄吉丁
• 气味结合蛋白
• 基因克隆
• 寄主挥发物
• 分子对接

花椒窄吉丁(Agrilus zanthoxylumi)是花椒(Zanthoxylum bungeanum)树的专一性蛀干害虫,为了分析其与寄主花椒挥发物的结合模式及能力,本研究基于花椒窄吉丁转录组数据,利用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends, RACE)对花椒窄吉丁气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因AzanOBP4进行全长克隆;采用生物信息学软件预测分析其核酸序列及氨基酸序列;通过q RTPCR检测AzanOBP4基因在成虫不同组织中(头,胸,腹,足和翅)的表达情况;I-TASSER在线软件对AzanOBP4氨基酸序列三维建模,通过SAVES v6.0以及PROSA软件评价模型,应用AutoDock软件对AzanOBP4蛋白模型和14种寄主挥发物进行分子对接分析。AzanOBP4的cDNA全长序列为691 bp(GenBank No. MT318833),5’端非编码区182 bp,3’端非编码区89 bp,开放阅读框(ORF)为423 bp,编码140个氨基酸,含有6个保守半胱氨酸,属于典型的OBP。序列分析表明,AzanOBP4氨基酸序列与苹果小吉丁(Agrilus mali)的AmalOBP3氨基酸序列一致性最高为83.57%,两者在系统发育树中以99%的置信度聚为一支。AzanOBP4在雌雄成虫的不同组织中均有表达,其中在雌性成虫的足部表达量最高。分子对接显示,AzanOBP4与14种寄主挥发物主要以氢键、疏水作用和范德华力相结合,发现4种环状烯类寄主挥发物(葎草烯,β-石竹烯,荜澄茄油烯和?-依兰油烯)与AzanOBP4的结合能力较好。研究表明花椒窄吉丁基因AzanOBP4参与识别寄主植物的嗅觉机制,推测AzanOBP4可能在花椒窄吉丁寻找寄主与取食行为中发挥重要作用。本研究为揭示花椒窄吉丁的嗅觉识别机制提供参考依据。

• 单位
  西北农林科技大学