西花薊馬FoccOBP3的分子克隆、序列分析及表達(dá)特征

張治科，虎 花，馬 榮

（1.寧夏農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所寧夏植物病蟲害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，銀川 750002；2.寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，銀川 750021；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

長期的生物進(jìn)化中昆蟲形成了高度靈敏、復(fù)雜、特有的嗅覺感受系統(tǒng)，使昆蟲能夠特異性地識別環(huán)境中的氣味物質(zhì)，從而進(jìn)行覓食、趨避、交配等相應(yīng)的行為反應(yīng)[1,2]。嗅覺相關(guān)蛋白在昆蟲特異性識別外界環(huán)境信號中發(fā)揮著重要作用，氣味結(jié)合蛋白（odorant binding proteins，OBPs）是昆蟲嗅覺系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用的蛋白之一，主要存在于觸角嗅覺感受器胞外空間的淋巴液內(nèi)，由位于嗅覺感器旁邊的支持細(xì)胞合成，選擇性地結(jié)合并運(yùn)送通過昆蟲觸角嗅覺感器上的微孔進(jìn)來的脂溶性氣味分子，通過觸角感器水溶性淋巴液至嗅覺神經(jīng)元樹突，從而激活樹突膜上的嗅覺受體（odorant receptors，ORs）[3,4]，引發(fā)昆蟲嗅覺系統(tǒng)感知外界環(huán)境的初期反應(yīng)[5,6]。昆蟲 OBPs通常分為信息素結(jié)合蛋白（pheromone binding proteins，PBPs）和普通氣味結(jié)合蛋白（general odorant binding proteins，GOBPs），能夠?qū)Ｒ恍宰R別外界中的氣味物質(zhì)，在氣味分子和氣味受體之間起到橋梁作用，在嗅覺感受系統(tǒng)中發(fā)生第一步生化反應(yīng)[7]，大多由135～220個(gè)氨基酸組成，是一類分子量約為14～17 kDa、pH 5.0左右的球狀蛋白[6]。典型OBPs結(jié)構(gòu)中存在的六個(gè)保守的半胱氨酸位點(diǎn)[8]形成蛋白三維結(jié)構(gòu)中成對出現(xiàn)的3個(gè)二硫鍵并對蛋白三維結(jié)構(gòu)起到穩(wěn)固作用[9]。

西花薊馬Frankliniellaoccidentalis(Pergande)，也叫苜蓿薊馬，隸屬纓翅目 Thysanoptera鋸尾亞目Terebrantia薊馬科Thripidae花薊馬屬Frankliniella，最早主要分布在美國西部，嚴(yán)重危害花卉等植物[10]，后來隨著國際貿(mào)易的日益頻繁，傳播擴(kuò)散到歐洲、非洲、亞洲、美洲、大洋洲等[11,12]，對部分地區(qū)農(nóng)作物造成毀滅性危害，成為世界性農(nóng)林檢疫害蟲。我國于 2003年在北京溫室的辣椒上首次發(fā)現(xiàn)西花薊馬[13]，隨后在云南[14]、山東[15]、浙江[16]、貴州[17]、新疆[18]、寧夏[19,20]等多個(gè)省份陸續(xù)報(bào)道。西花薊馬屬漸變態(tài)昆蟲，可營有性生殖和孤雌生殖[21]，個(gè)體微小、繁殖快、多食性、寄主多[22]，在我國適生區(qū)廣泛[23-25]。該蟲采用銼吸式口器取食，挫傷植物莖、葉、花和果的組織，甚至造成植株枯死，雌蟲還可用產(chǎn)卵器刺破植物表皮，產(chǎn)卵于組織中，嚴(yán)重影響蔬菜、花卉等植物的產(chǎn)量和品質(zhì)[26]，還可傳播番茄斑萎病毒[27]、花生環(huán)斑病毒[28]等，且易產(chǎn)生抗藥性[29]，對有機(jī)氯、有機(jī)磷、擬除蟲菊酯、氨基甲酸酯、多殺菌素和阿維菌素[30,31]等產(chǎn)生了一定的抗藥性[32,33]?？梢?，生態(tài)環(huán)境友好型并能持續(xù)有效防控的生物防治措施迫在眉睫。針對西花薊馬種群生物學(xué)[34]和生態(tài)學(xué)特征[35,36]以及防治[37]等方面的研究較多，有關(guān)西花薊馬化學(xué)生態(tài)學(xué)研究報(bào)道仍較少，主要有丁艷紅[38]鑒定了一個(gè)化學(xué)感受蛋白和一個(gè)信息素結(jié)合蛋白，確定了其時(shí)空表達(dá)譜。Zhang等[39]開展了西花薊馬部分嗅覺相關(guān)蛋白研究[40-43]，鑒定了2個(gè)化學(xué)感受蛋白基因并測定了其表達(dá)譜、結(jié)合特性，開展了免疫電鏡定位，鑒定了 1個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因并測定了其表達(dá)譜；Zeng等[44]鑒定了一個(gè)化學(xué)感受蛋白和一個(gè)信息素結(jié)合蛋白，明確了這兩個(gè)基因表達(dá)量與性別以及成蟲的年齡有關(guān)?？梢姡嘘P(guān)西花薊馬氣味結(jié)合蛋白的研究相對較少。鑒定西花薊馬 OBP并開展其生理功能研究，有助于揭示西花薊馬寄主定位的分子機(jī)制，為進(jìn)一步開辟防控新途徑奠定基礎(chǔ)。本文鑒定了西花薊馬OBP基因FoccOBP3，分析其核苷酸和氨基酸序列特征，測定基因表達(dá)譜，預(yù)測蛋白結(jié)構(gòu)，初步推測該蛋白基因所具有的生理功能，為闡明西花薊馬寄主定位的分子機(jī)制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

西花薊馬由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所蔬菜害蟲組提供，在 MLR?351H三洋培養(yǎng)箱中用新鮮豆角飼養(yǎng)，飼養(yǎng)條件為溫度（26±1）℃、相對濕度（65±5）%和光周期14L:10D。

1.2 主要儀器

FastPrep?24型樣品研磨系統(tǒng)購自MP Biomedicals公司，H6?1微型電泳槽購自上海精益有機(jī)玻璃制品儀器廠，Biodoc?It 220型凝膠成像系統(tǒng)購自美國UVP公司，HC?2518R高速冷凍離心機(jī)購自安徽中科中佳儀器有限公司，U?3010紫外?可見分光光度計(jì)購自Hitachi公司，BioTek酶標(biāo)儀Instrument ELx800購自北京北方儀濤商貿(mào)有限公司，核酸蛋白測定儀NanoDrop 2000（Thermo Scientific，USA）購自美國熱科學(xué)公司，ABI PRISM 7500 Real?Time PCR System購自Applied Biosystems公司。

1.3 總RNA提取及反轉(zhuǎn)錄

將二氧化碳麻醉后的羽化1 d的西花薊馬，在解剖鏡下快速切取觸角置于浸入液氮中的1.5 mL離心管，研磨后用TRIzol試劑提取RNA，溶于DEPC水中，用1.5%的瓊脂糖凝膠檢測其完整性，用核酸蛋白測定儀檢測RNA的濃度和純度，以 Oligo （dT）引物合成cDNA第一鏈。

用于不同發(fā)育階段及不同組織基因表達(dá)測定時(shí)，取1、2齡若蟲，蛹，羽化1、5、10、15 d雌、雄成蟲，以及快速切取經(jīng)二氧化碳麻醉后的羽化1 d的西花薊馬觸角、足、頭、胸、腹，分別置于浸入液氮中的1.5 mL離心管中，生物學(xué)重復(fù)3次，RNA提取及cDNA第一鏈合成同上。

1.4 FoccOBP3全長cDNA序列克隆

生物信息學(xué)分析西花薊馬轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)以及 NCBI序列比對，獲取FoccOBP3基因序列片段。擴(kuò)增FoccOBP3cDNA序列：以cDNA第一鏈為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增，設(shè)計(jì)目的基因序列3′ RACE、5′ RACE片段特異性引物（表1），用TaKaRa FullRACE擴(kuò)增基因3′、5′?末端cDNA序列。反應(yīng)程序如下：10×Ex Taq Buffer 2.5 μL，cDNA 2 μL，MgCl2（25 mmol/L）2 μL，正反引物各 1 μL，TaKaRa Ex Taq（5 U/μL）0.25 μL，dNTPMix（2.5 mmol/L each）2 μL，ddH2O 14.25 μL。反應(yīng)條件為 95 ℃預(yù)變性 3 min，94 ℃變性30 s，56 ℃退火30 s，72 ℃延伸1 min，共30個(gè)循環(huán)，最后72 ℃延伸10 min，4 ℃保存。用1.5%瓊脂糖凝膠電泳檢測擴(kuò)增產(chǎn)物，用AxyPrepTMDNA gel extraction kit回收純化目的條帶，與pEASY?T1克隆載體連接并轉(zhuǎn)化到Trans1?T1感受態(tài)細(xì)胞，經(jīng)氨芐青霉素培養(yǎng)基篩選，挑選陽性克隆子擴(kuò)大培養(yǎng)后進(jìn)行測序。將測序正確結(jié)果用DNAMAN 6.0拼接得到基因全長cDNA序列。

1.5 序列分析、蛋白系統(tǒng)進(jìn)化樹構(gòu)建和結(jié)構(gòu)預(yù)測

核苷酸序列的基本物理性狀使用Expasy進(jìn)行預(yù)測分析；序列同源相似性利用NCBI的BLASTx程序分析；信號肽利用SignaIP 3.0 Serve預(yù)測；蛋白親脂性用Kyte等的方法分析；蛋白序列的同源相似性采用軟件ClustalX 1.83進(jìn)行比對；蛋白二級和三級結(jié)構(gòu)分別采用Chou & Fasman 和Swiss?PDB Viewer 4.1進(jìn)行預(yù)測；蛋白的系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹用MEGA 6.0的neighbor?joining經(jīng)bootstrap 1000次重復(fù)抽樣分析。

1.6 FoccOBP3的時(shí)空表達(dá)測定

在保守序列區(qū)設(shè)計(jì)目的基因和內(nèi)參基因β?actin（GenBank登錄號：GQ290644.1）特異引物（表1）。qRT?PCR 反應(yīng)體系共 20 μL：GoTaq?qPCR Master Mix（2×）10 μL，正反引物各 0.5 μL，cDNA 2 μL，無核酸酶水7 μL。采用兩步PCR標(biāo)準(zhǔn)法，擴(kuò)增程序?yàn)?5 ℃ 2 min；95 ℃ 15 s，60 ℃ 1 min，40個(gè)循環(huán)。PCR產(chǎn)物熔解曲線測定程序?yàn)?5 ℃ 1 min，55 ℃ 30 s，95 ℃ 30 s，60 ℃ 15 s。以超純水作為陰性對照。樣品重復(fù)3次，生物學(xué)重復(fù)3次。采用2?ΔΔCt相對定量法進(jìn)行該基因的時(shí)空表達(dá)分析。分別以1齡若蟲表達(dá)量和觸角表達(dá)量為標(biāo)準(zhǔn)參量，檢測其他發(fā)育階段和組織中該基因的表達(dá)量。

表1 試驗(yàn)所用的引物Table 1 Primer sequences of this experiment

2 結(jié)果與分析

2.1 FoccOBP3序列測定和分析

克隆并鑒定獲得一個(gè)西花薊馬OBP的全長cDNA序列，命名為FoccOBP3。FoccOBP3基因cDNA序列全長為1226 bp，5′末端非編碼區(qū)423 bp，讀碼框全長432 bp，共編碼143個(gè)氨基酸殘基，3′末端非編碼區(qū) 371 bp，具有真核生物典型的 polyA加尾。氨基酸序列中 6個(gè)保守的半胱氨酸位點(diǎn)排列方式為C1?X26?C2?X3?C3?X37?C4?X10?C5?X8?C6，完全符合典型氣味結(jié)合蛋白所具有的 6 個(gè)保守的半胱氨酸位點(diǎn)結(jié)構(gòu)模型：C1?X20?66?C2?X3?C3?X21?43?C4?X8?14?C5?X8?C6（圖 1）。氨基酸序列中有 5 個(gè)親脂性區(qū)域（圖2），其中第62～75位的氨基酸殘基形成的C區(qū)域最為明顯。預(yù)測該蛋白分子量約為15.50 kD，等電點(diǎn)為5.24，N?末端包含21個(gè)氨基酸組成的信號肽序列。

圖1 FoccOBP3核苷酸序列及相應(yīng)的氨基酸序列Fig.1 Nucleotide and deduced amino acid sequence of FoccOBP3

圖2 FoccOBP3氨基酸親脂性分析Fig.2 Predicted hydrophobicity profiles for the deduced amino acid sequences of FoccOBP3

2.2 FoccOBP3氨基酸序列比對

利用BLAST對FoccOBP3氣味結(jié)合蛋白進(jìn)行同源相似性搜索，結(jié)果前100個(gè)序列中，隸屬雙翅目昆蟲的最多，占總量的60%，其次是膜翅目和鞘翅目的，分別占19%和10%，其余為鱗翅目、半翅目、直翅目和同翅目的。而且，F(xiàn)occOBP3氨基酸序列與這些昆蟲的一致性為 21%～36%，其中一致性最高的是橫縫繭蜂Diachasmaalloeum的DallGOBP、赤擬谷盜Triboliumcastaneum的TcasPBP和TcasOBP07，其次是豌豆長管蚜Acyrthosiphonpisum的ApisGOBP，相似性為35%，這說明FoccOBP3與這些氣味結(jié)合蛋白基因有較高的同源一致性。與致倦庫蚊Culexquinquefasciatus的CquiOBP（與尖音庫蚊Culexpipienspallens的CpalOBP5一致性為34%，與紅火蟻Solenopsisinvicta的SinvGOBP和灰地種蠅Deliaplatura的DplaOBP1一致性為33%，表明與這些OBP序列也有較高的同源性。隨機(jī)選取10個(gè)不同目昆蟲的OBP 以及FoccOBP3進(jìn)行多序列比對。結(jié)果表明，F(xiàn)occOBP3與這些基因的一致性雖不高，但6個(gè)保守的半胱氨酸位點(diǎn)完全一致，而且第二個(gè)保守半胱氨酸位點(diǎn)的前一個(gè)氨基酸多為賴氨酸（K）、第五個(gè)保守半胱氨酸位點(diǎn)后的第三個(gè)氨基酸多為丙氨酸（A）、第六個(gè)保守半胱氨酸位點(diǎn)后的第六個(gè)氨基酸多為脯氨酸（P），進(jìn)一步確定克隆所得蛋白基因是OBP基因（圖3）。

圖3 FoccOBP3與其他目昆蟲的OBP序列比對Fig.3 Alignment of FoccOBP3 with other order insect OBP

系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹結(jié)果可見，F(xiàn)occOBP3與31個(gè)雙翅目、8個(gè)膜翅目、2個(gè)脈翅目、2個(gè)鞘翅目、1個(gè)鱗翅目、1個(gè)直翅目以及1個(gè)同翅目的OBP聚類在一個(gè)大分支，其中與鞘翅目埋葬甲科埋葬甲蟲Nicrophorusvespilloides的NvesGOBP（XP_017781594.1）聚在最小的一個(gè)分支，表明與該基因親緣關(guān)系最近，可能來源于同一個(gè)祖先基因。其次是鞘翅目擬步甲科赤擬谷盜Triboliumcastaneum的TcasOBP7（GenBank登錄號為EFA04593.1）、同翅目木虱科柑桔木虱Diaphorinacitri的DcitOBP（XP_008470659.1），親緣關(guān)系也較近。FoccOBP3與來自同種的FoccOBP1、FoccOBP2并沒有聚類到一個(gè)分支，說明這3個(gè)蛋白序列的相似性并不是很高。可以看出與所測蛋白相似性較高的序列都為氣味結(jié)合蛋白，這與我們將所測的西花薊馬序列歸為氣味結(jié)合蛋白家族相一致（圖4）。

圖4 基于N-J法的FoccOBP3推測蛋白進(jìn)化樹Fig.4 FocOBP3 speculated protein phylogenetic tree based on N-J method

2.3 FoccOBP3蛋白結(jié)構(gòu)預(yù)測

在FoccOBP3氨基酸組成中，丙氨酸含量最多，其次是賴氨酸、纈氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸和甲硫氨酸，占總量的50%以上。

由二級結(jié)構(gòu)預(yù)測結(jié)果可見，F(xiàn)occOBP3蛋白含有組成α?螺旋的氨基酸殘基127個(gè)，占整體氨基酸88.8%，形成β?折疊的氨基酸殘基58個(gè)，占40.5%，形成β?轉(zhuǎn)角的氨基酸殘基有15個(gè)，占10.5%。由此可見，F(xiàn)occOBP3是以α?螺旋為主，其次是β?折疊，轉(zhuǎn)角含量較少（圖5）。

圖5 預(yù)測的FoccOBP3二級結(jié)構(gòu)Fig.5 Predicted secondary structure of FoccOBP3

采用與 FoccOBP3一致性最高的岡比亞按蚊 AgamOBP7（登錄號 3R1O_A）序列為模板，構(gòu)建了FoccOBP3的三維結(jié)構(gòu)?？梢钥闯觯摰鞍坠羌苁怯?6 個(gè)α?螺旋和連接這些螺旋的回折構(gòu)成。通過對該三維結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)化觀察發(fā)現(xiàn)其中5個(gè)α?螺旋形成一個(gè)結(jié)合口袋，主要是由蛋白分子內(nèi)部的疏水性和外部的親水性氨基酸殘基組成，另外一個(gè)α?螺旋處于結(jié)合口袋的頂部（圖6）。

圖6 預(yù)測的FoccOBP3三級結(jié)構(gòu)Fig.6 Predicted three-dimensional model of FoccOBP3

2.4 FoccOBP3表達(dá)特征分析

測定了FoccOBP3基因在西花薊馬不同發(fā)育階段中的表達(dá)差異。結(jié)果可見，1齡若蟲時(shí)基因的相對表達(dá)量最高，顯著高于其他發(fā)育階段（P＜0.05），其次是羽化5 d雌蟲的，相對表達(dá)量為標(biāo)準(zhǔn)參量的0.12倍，2齡若蟲和羽化1 d雌蟲的相對表達(dá)量均為標(biāo)準(zhǔn)參量的0.09倍，羽化15 d雌蟲的相對表達(dá)量為標(biāo)準(zhǔn)參量的0.05倍，其余各個(gè)發(fā)育階段的表達(dá)量均較低，為標(biāo)準(zhǔn)參量的0.02～0.03倍。在雌、雄成蟲中的表達(dá)量亦有差異，除了羽化10 d的，羽化1、5、15 d雌蟲的表達(dá)量均比同發(fā)育階段雄蟲的高，尤其羽化5 d的雌蟲中表達(dá)量為雄蟲中的4.3倍之多（圖7）。

圖7 FoccOBP3在西花薊馬不同發(fā)育階段的相對表達(dá)量Fig.7 The relative expression level of FoccOBP3 in F.occidentalis different developmental stages

FoccOBP3在成蟲的不同組織中表達(dá)量也不同。觸角中該基因的表達(dá)量最高，極顯著高于其他組織（P＜0.01），其次是頭部，其相對表達(dá)量為標(biāo)準(zhǔn)參量的0.74倍，極顯著高于胸、腹和足中的表達(dá)量（P＜0.01）；腹、足中的基因表達(dá)較低，胸部的基因表達(dá)量最低，僅為標(biāo)準(zhǔn)參量的0.01倍（圖8）。

圖8 FoccOBP3在西花薊馬初羽化成蟲不同組織中的相對表達(dá)量Fig.8 The relative expression level of FoccOBP3 in different F.occidentalis adult tissues

3 討論

隨著分子生物學(xué)相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展，隸屬鱗翅目[45]、雙翅目[46]、鞘翅目[47]、膜翅目[48]等越來越多的昆蟲OBP陸續(xù)被鑒定出來，僅在中華按蚊Anophelessinensis中鑒定了64個(gè)OBPs[49]，在家蠶Bombyxmori中鑒定了四十多個(gè)OBPs[50]，但報(bào)道的纓翅目昆蟲的OBPs較少。本研究克隆并鑒定一西花薊馬氣味結(jié)合蛋白基因FoccOBP3，符合典型OBPs的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[51]。OBPs蛋白序列間的相似性差異較大，有些序列間相似性可達(dá)90%以上，有些不足10%。有文獻(xiàn)報(bào)道[42]，與西花薊馬氣味結(jié)合蛋白基因FoccOBP1同源相似性最高的序列為37%，而且是半翅目苜蓿盲蝽Adelphocorislineolatus的AlinOBP5、綠盲蝽Apolyguslucorum的AlucOBP8和牧草盲蝽Lyguslineolaris的LlinOBP2。本研究FoccOBP3經(jīng)同源相似性比較，與其序列相似性最高的 OBP僅為 36%，而且是膜翅目橫縫繭蜂的 DallGOBP、鞘翅目赤擬谷盜的 TcasPBP和TcasOBP07，并不是纓翅目昆蟲的。經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育進(jìn)化樹分析，F(xiàn)occOBP3與 31個(gè)雙翅目、8個(gè)膜翅目、2個(gè)脈翅目、2個(gè)鞘翅目、1個(gè)鱗翅目、1個(gè)直翅目以及1個(gè)同翅目的OBPs聚類在一個(gè)大分支，其中與鞘翅目埋葬甲蟲的NvesGOBP聚在最小的一個(gè)分支，親緣關(guān)系相比最近，可能來源于同一個(gè)祖先基因。況且，F(xiàn)occOBP3并沒有與來自同種的FoccOBP1和FoccOBP2聚在同一個(gè)分支，有趣的是FoccOBP1 與FoccOBP2也位于不同的分支。可見，OBPs蛋白序列相似性差異較大，有些序列相似性較高，能達(dá)到90%以上，即便來自不同種的昆蟲；而有些序列相似性卻很低，會(huì)低于10%，即便來自同一種昆蟲。

采用X射線衍射、核磁共振技術(shù)以及同源模建等技術(shù)研究昆蟲OBPs的三維結(jié)構(gòu)，能夠更加直觀的分析OBPs的具體結(jié)構(gòu)特征，對深入研究其功能發(fā)揮舉足輕重的作用。家蠶BombyxmoriLinnaeus的BmorPBP是第一個(gè)成功解析的昆蟲OBP三維結(jié)構(gòu)[52]。昆蟲OBPs的6個(gè)α?螺旋結(jié)構(gòu)形成的三維結(jié)合腔，通常認(rèn)為可能是與外界氣味物質(zhì)結(jié)合的部位，而且氣味物質(zhì)進(jìn)出結(jié)合腔會(huì)與觸角感器淋巴液的pH值[53]、氣味分子的構(gòu)象[54]、蛋白結(jié)合腔開口附近的親水性氨基酸殘基[55]等一些因子密切相關(guān)。本研究采用與FoccOBP3序列一致性最高的岡比亞按蚊AgamOBP7的序列為模板，成功構(gòu)建了FoccOBP3的三維結(jié)構(gòu)，該蛋白骨架是由6個(gè)α?螺旋和連接這些螺旋的回折構(gòu)成，通過對該三維結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)化觀察發(fā)現(xiàn)，其中5個(gè)α?螺旋形成一個(gè)結(jié)合口袋，主要是由蛋白分子內(nèi)部的疏水性和外部的親水性氨基酸殘基組成，另外一個(gè)α?螺旋處于結(jié)合口袋的頂部，為進(jìn)一步明確該蛋白基因的具體功能奠定了基礎(chǔ)。

昆蟲OBPs分布多樣，有的主要分布于觸角中，如亞洲玉米螟Ostriniafurnacalis的OfurPBP3[56]、棉鈴蟲Helicoverpaarmigera的 HarmPBPs[57]、小地老虎Agrotisipsilon的 AipsPBPl?3[58]、光肩星天牛Anoplophoraglabripennis的AglaOPB12[59]、銅綠麗金龜AnomalacorpulentaMotschulsky的AcorOBP1[60]、甘薯蟻象Cylasformicarius的CforOBP8[61]、中紅側(cè)溝繭蜂Microplitismediator的MmedOBP18[62]等，其中中紅側(cè)溝繭蜂的MmedOBP18 主要表達(dá)在觸角錐形感器Ⅰ內(nèi)的淋巴液中[62]。有些OBPs也在昆蟲其他組織中表達(dá)，如埃及伊蚊Aedesaegypti的AaegOBP在精囊、喙、氣門中表達(dá)[63]、梨小食心蟲Grapholitamolesta的 GmolOBP3 在腹部高表達(dá)[64]、小菜蛾P(guān)lutellaxylostella的 PxylOBP2在足中高表達(dá)[65]、棉鈴蟲的HarmOBP16在雌成蟲翅中高表達(dá)[66]、異色瓢蟲Harmoniaaxyridis的HaxyOBP1在雄蟲頭部表達(dá)量最高[67]、異色瓢蟲的HaxyOBP6在雄成蟲頭部和雌成蟲翅中高表達(dá)[67]等。本研究發(fā)現(xiàn)FoccOBP3在西花薊馬成蟲觸角中表達(dá)豐度最高，其次是頭部，其他組織中較低，推測該基因可能在西花薊馬識別外界揮發(fā)性化合物中發(fā)揮重要作用。

OBPs在昆蟲不同發(fā)育階段中的表達(dá)有差異，如異色瓢蟲的HaxyOBP6在成蟲期的表達(dá)量明顯高于幼蟲階段[67]、銅綠麗金龜?shù)腁corOBP1在卵、1齡幼蟲和成蟲等特定發(fā)育時(shí)期表達(dá)[60]、大螟Sesamiainferens的SinfGOBP1和SinfGOBP2在雌蟲中的表達(dá)量隨日齡增加而上升[68]、苜蓿盲蝽Adelphocorislineolatus的Alin?OBP1在5齡若蟲和成蟲階段高表達(dá)[69]、甜菜夜蛾SpodopteraexiguaHübner的SexiOBP13僅在幼蟲期表達(dá)[70]等。本研究發(fā)現(xiàn)FoccOBP3主要在西花薊馬1齡若蟲期表達(dá)，顯著高于其他發(fā)育階段，該結(jié)果與銅綠麗金龜?shù)腁corOBP1[60]、甜菜夜蛾的SexiOBP13等氣味結(jié)合蛋白基因的表達(dá)結(jié)果相似[70]，由于西花薊馬1齡若蟲期短，大多屬于初孵若蟲，急需取食補(bǔ)充營養(yǎng)，另外，前面也已闡述在觸角中表達(dá)量高，由于普通OBPs主要感受外界植物揮發(fā)性化學(xué)物質(zhì)等普通環(huán)境信號氣味物質(zhì)[8]，且主要分布于錐型感器中[71]，本試驗(yàn)室前期研究發(fā)現(xiàn)西花薊馬觸角上分布多種錐形感器。因此，推測該基因在1齡若蟲的寄主定位、覓食等方面可能發(fā)揮重要作用。有些 OBPs的表達(dá)還與昆蟲雌雄性有關(guān)，如小菜蛾P(guān)lutellaxylostella的PxylOBP31主要在雄蛾中表達(dá)[72]、異色瓢蟲的HaxyOBP1和HaxyOBP6主要在雄性成蟲中高表達(dá)[67]。本研究發(fā)現(xiàn)FoccOBP3在西花薊馬雌性成蟲中的表達(dá)量通常比同期發(fā)育階段的雄性成蟲的高，推測該基因有可能參與西花薊馬性信息素的合成、交尾、產(chǎn)卵等生殖方面的行為活動(dòng)。

本研究新克隆并鑒定獲得了西花薊馬一氣味結(jié)合蛋白基因FoccOBP3，明確了該基因核苷酸、氨基酸序列特征。FoccOBP3蛋白骨架是由6個(gè)α?螺旋和連接這些螺旋的回折構(gòu)成。FoccOBP3在西花薊馬1齡若蟲中的表達(dá)量最高，在相同發(fā)育階段的雌、雄成蟲中表達(dá)量有差異，且在觸角中的表達(dá)量最高。推測該基因可能在西花薊馬識別外界揮發(fā)性化合物、寄主定位、覓食等方面發(fā)揮重要作用，還有可能參與西花薊馬性信息素的合成、交尾、產(chǎn)卵等生殖方面的行為活動(dòng)，為進(jìn)一步闡明西花薊馬與寄主間的化學(xué)通訊機(jī)制提供依據(jù)。