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马铃薯块茎蛾Phthorimaea operculella（Zeller）（Potato tube moth,PTM）（鳞翅目:麦蛾科）是一种世界性的茄科作物害虫,主要通过幼虫取食叶片和钻蛀块茎对作物造成危害。昆虫在长期的进化中形成了灵敏的嗅觉感觉系统,帮助昆虫选择栖息地和寄主植物,躲避天敌,完成交配和繁殖行为。而性信息素的识别是鳞翅目昆虫成虫间化学通讯的重要环节,对于这些昆虫实现种间隔离和种间交流有重要的作用（Groot et al.,2006）。因此本研究从马铃薯块茎蛾的性信息素识别机制入手,通过触角转录组测序分析挖掘鉴定了性信息素受体基因,探究了性信息素受体基因的时空表达特性,而后借助电生理的研究实现了对其生物学功能的初步解析;进一步探究了性信息素的合成节律,可加深我们对马铃薯块茎蛾性信息素识别机制的认识。主要研究结果如下:1.完成了马铃薯块茎蛾的触角转录组分析,挖掘鉴定到131个潜在的嗅觉相关基因,其中包括29个气味结合蛋白基因、16个化学感受蛋白基因、19个离子型受体基因、16个味觉受体基因和51个嗅觉受体基因。通过基因功能注释和系统进化分析得到3个潜在的性信息素受体基因（pheomone receptor,PR）PopeOR1、PopeOR3和PopeOR4。组织表达谱结果表明嗅觉受体基因主要在触角中高表达,个别基因在腹部和翅中有微量表达;PopeOR1和PopeOR3基因还表现为在雄虫触角特异性表达,这个现象与雄虫感知性信息素的行为特性是一致的。2.克隆了马铃薯块茎蛾3个潜在的性信息素受体基因和嗅觉辅助受体Orco基因的开放阅读框（ORF）全长。其中,PopeOR1基因的长度为1308bp,编码435个氨基酸;PopeOR3基因的长度为1215bp,编码404个氨基酸;PopeOR4基因的长度为1302bp,编码433个氨基酸;PopeORCO基因的长度为1422bp,编码473个氨基酸。PopeOR1基因和PopeOR3基因都表现为雄虫触角特异性表达,除了PopeOR3基因在翅中微量表达外,其他两个性信息素受体基因在雄虫触角之外的其他组织均未检测到表达。雌雄虫交配前后的基因表达分析表明PopeOR1基因的表达量在交配后12h时高于交配前和交配后3h,PopeOR3基因的表达量在交配时和交配后都有所升高。3.利用爪蟾卵母细胞实现了3个潜在的性信息素受体基因的体外表达,而后利用双电极电压钳检测了它们对性信息素的反应。3个潜在的性信息素受体均对马铃薯块茎蛾的两种主要的性信息素组分有电生理反应,PopeOR1蛋白对（E4,Z7）-13:AC的反应显著大于对（E4,Z7,Z10）-13:AC的反应,PopeOR3蛋白对（E4,Z7,Z10）-13:AC的反应显著大于对（E4,Z7）-13:AC的反应,通过颠倒性信息素的刺激顺序,我们发现（E4,Z7,Z10）-13:AC的提前刺激能抑制PopeOR1蛋白和PopeOR3蛋白对（E4,Z7）-13:AC的反应。PopeOR4蛋白对两种性信息素组分的反应均较小。而剂量反应的结果则表明,PopeOR3蛋白对（E4,Z7,Z10）-13:AC的敏感度大于PopeOR1蛋白对（E4,Z7）-13:AC的敏感度。4.利用正己烷浸提法萃取了马铃薯块茎蛾雌蛾性腺内的化合物,并通过气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）对其中的性信息素进行了定量。化合物定量结果显示,羽化当天的雌蛾性腺内性信息素的含量高于羽化后1-4 d,羽化后第1天性信息素的含量最低,羽化后2-4 d性信息素的含量有所增加。由此可见,马铃薯块茎蛾雌成虫是以相对稳定的比例合成两种性信息素组分的。综上所述,本研究通过马铃薯块茎蛾触角转录组测序分析挖掘了该昆虫的嗅觉相关基因,从得到的51个ORs中鉴定了3个潜在的性信息素受体基因PopeOR1、PopeOR3和PopeOR4,并探究分析了它们的时空表达特性,而后通过双电极电压钳技术验证了PopeOR1蛋白和PopeOR3蛋白识别马铃薯块茎蛾两种主要性信息素组分的功能,并初步探究了马铃薯块茎蛾性信息素在性腺内的积累节律。本研究揭示了性信息素受体基因在马铃薯块茎蛾性信息素识别机制的作用,为其田间种群动态的监测和性诱剂的研发和运用提供了理论支撑。