桃小食心虫是我国北方果树生产中危害最为严重的害虫之一,以钻蛀果实内部纵横串食为害,严重影响果实的产量和品质,给果农造成严重的经济损失。目前主要以化学农药等措施来控制其为害,但这种方法会造成越来越严重的3R(Residue,Resistance,Resurgence)问题。目前利用昆虫的行为策略对桃小食心虫的种群密度进行控制是研究的热点之一,性诱剂是其中的主要产品,其主要成分是性信息素。在桃小食心虫寄主搜寻、选择和定位的过程中,嗅觉发挥重要的作用。信息素能引发桃小食心虫多种行为反应,而其对信息素的反应又受到寄主植物释放的气味调节,寄主挥发物和信息素的结合使用能够有效提高引诱剂的效果,有研究表明,化学感受蛋白(CSPs)能够结合并运输气味分子。对桃小食心虫化学感受蛋白(CSPs)基因的克隆及功能的验证有助于深入理解桃小食心虫化学感受的分子机制,也为利用信息素和气味分子调节桃小食心虫的危害范围和种群密度提供理论依据。因此,本研究以桃小食心虫化学感受蛋白为靶标筛选出具有结合亲和性的寄主挥发物分子,使用基因克隆、荧光定量、原核表达与纯化等技术手段体外表达出目的蛋白,利用荧光竞争结合实验筛选与桃小食心虫化学感受蛋白特异性结合气味分子,并进一步使用三维模建、分子对接和动力学模拟技术验证化学感受蛋白与气味分子形成的复合物的稳定性。取得的主要结果如下:1.基于桃小食心虫触角转录组和全虫转录组注释信息,获得17个桃小食心虫化学感受蛋白CsasCSPs基因(CsasCSP1-17),通过基因克隆技术和测序验证了这17条CsasCSPs基因的序列正确性。桃小食心虫CSPs基因的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫有很高的相似度,他们属于同源基因,可能具有相似的表达谱和功能。然而,17条桃小食心虫CSPs基因自身相似度较低,说明它们行使不同的功能。2.通过荧光定量PCR揭示桃小食心虫CsasCSPs基因在不同组织中呈现不同的表达模式。CsasCSP7、CsasCSP9、CsasCSP14、CsasCSP15、CsasCSP16和CsasCSP17在桃小食心虫的触角中高表达。值得注意的是,桃小食心虫化学感受蛋白除了在嗅觉感器中高表达外,在非嗅觉感器中也有高表达,例如:CsasCSP10在雌虫的头部和胸部高表达,CsasCSP4、CsasCSP5、CsasCSP8和CsasCSP13在桃小食心虫足中表达量较高;CsasCSP4、CsasCSP5、CsasCSP9、CsasCSP16和CsasCSP17在桃小食心虫翅中表达较高。3.构建CsasCSP16表达载体,利用原核表达系统体外表达出重组蛋白,并利用金属镍亲和层析技术对融合蛋白成功纯化,这是首次在桃小食心虫中纯化出CsasCSP16蛋白。利用荧光竞争结合实验探究CsasCSP16与36种寄主挥发物组分的结合特性。结果发现:CsasCSP16与十五烷、α-蒎烯、水杨酸甲酯、庚酸丁酯和6-甲基-5-庚烯-2酮显示出强烈的结合特性,竞争解离常数分别为7.9±0.23μM,11.50±0.03μM,18.69±0.06μM,19.74±0.62μM,17.83±0.58μM,表明CsasCSP16可能是桃小食心虫识别苹果寄主的靶标蛋白。4.运用Modeller软件对CsasCSP16蛋白进行三维结构模建,然后通过Autodock vina将CsasCSP16与具有结合亲和性的5种气味分子进行对接,形成蛋白复合物。结果表明,十五烷、α蒎烯、水杨酸甲酯、庚酸丁酯和6-甲基-5-庚烯-2酮的Vina Score值分别为-5.8,-6.6,-6.1,-5.2和-5.3。分子动力学模拟的结果显示,5种复合物的主链碳原子的RMSD值波动范围较小,并且达到平衡,这表明CsasCSP16与5种气味分子能够稳定结合。MM-PBSA分析发现异亮氨酸49(Ile49)、缬氨酸71(Val71)、异亮氨酸72(Ile72)和苏氨酸90(Thr90)在与配体分子结合过程中可能发挥关键作用。上述研究结果为揭示桃小食心虫识别气味物质的分子机理,对桃小食心虫绿色防控技术研发,及桃小食心虫化学生态学理论的丰富具有一定的参考价值