在长期的进化过程中,昆虫形成了复杂而敏锐的嗅觉系统,藉此感受环境中大量的化学信息,并做出相应的生理和行为反应,如取食、交配和产卵。大量研究证实,气味结合蛋白(Odorant binding protein,OBP)是高浓度存在于昆虫触角感器腔内的一类水溶性小分子蛋白,起到将外来脂溶性气味物质结合并运输到感受神经膜上的气味受体的作用。甜菜夜蛾Spodoptera exigua属鳞翅目、夜蛾科,是一种重要的多食性农业害虫,对其OBP的研究,不仅有助于深入了解甜菜夜蛾的嗅觉机制,而且可以为开发基于嗅觉调控的新型防治技术提供靶标,具有非常重要的意义。本研究通过对甜菜夜蛾转录组数据的分析,结合分子生物学技术,从甜菜夜蛾中克隆了2个气味结合蛋白OBP基因,测定了它们的组织及时间表达动态,然后利用体外表达实验、荧光竞争结合实验及行为学实验对其生理功能进行了探索。主要结果如下：1甜菜夜蛾2个OBP基因的克隆及序列分析通过转录组数据分析获得了2个OBP基因的cDNA片段,然后利用RACE技术,进一步克隆了其cDNA全长序列。其中一个基因命名为SexiOBP13,GenBank登录号KC817145；另一个基因被他人登录,命名为SexioBP7,登录号为JX962790.1。序列分析表明,两个OBP均具有6个保守的半胱氨酸位点等OBP的典型特征,并且与其它夜蛾科昆虫OBP具有较高的相似性,其中SexiOBP7和棉铃虫的HarmOBP2一致性最高为87%,SexiOBP13和海灰翅夜蛾的SlitOBP23一致性最高为80%。SexiOBP7开放阅读框429 bp,编码143个氨基酸,其中N端21个氨基酸为信号肽序列,成熟蛋白的分子量为16.34 kDa、等电点为8.88。SexiOBP13开放阅读框438bp,编码146个氨基酸,N端前24个氨基酸为信号肽,成熟蛋白的分子量为15.41 kDa、等电点为6.71。2甜菜夜蛾OBP7和OBPl3的组织和时间表达动态分析表达动态分析是了解基因功能的重要途径。利用qPCR技术首先检测了2个基因在幼虫头部和身体、雌雄成虫不同组织的表达量。结果表明,OBP7在幼虫期仅头部有微量表达；成虫期则在雌雄触角高表达,其他组织基本不表达。OBP13在幼虫期头部高表达,其他组织基本不表达；在成虫期不表达。进一步测定了OBP7在成虫雌雄触角不同日龄及OBP13在幼虫头部不同龄期的表达量。结果发现,OBP7在雄虫触角中的表达量在3日龄达到最高,在雌虫触角中的表达量在1日龄、4日龄相对较高；OBP13在幼虫头部的表达量以3龄最高,3龄后显著降低。据此我们推测,2个基因分别在甜菜夜蛾幼虫和成虫的嗅觉或味觉中起重要作用。3甜菜夜蛾OBP7和OBP13的原核表达及纯化为进一步探索甜菜夜蛾OBP7和OBP13的功能,利用原核表达系统对2个基因进行了体外大量表达和纯化。首先构建了2个基因的pET-30a(+)表达载体,然后在大肠杆菌中经IPTG诱导进行大量表达,表达产物经镍离子亲和层析、肠激酶酶解及亲和层析再纯化等步骤,得到切除His-tag的纯化OBP7和OBP13蛋白。诱导产物经SDS-PAGE分析表明,pET/SexiOBP7和pET/SexiOBP13分别在约22kDa、21kDa处有一明显加粗条带,和预期大小基本一致,且2个基因的表达产物都以可溶性形式存在。纯化的重组蛋白经冷冻干燥后用于后续功能分析。4甜菜夜蛾OBP7和OBP13的配体结合能力分析选定1-NPN为实验用探针,利用荧光竞争结合实验测定了OBP7和OBP13重组蛋白对包括甜菜夜蛾性信息素及多种植物挥发物在内共37种气味物质的结合能力。结果发现,OBP7对乙酸壬酯、橙花叔醇、p-紫罗兰酮的结合能力较强, Ki值分别22.81 μM、22.03 μM和9.49 μM；OBP13则对Z9,E12-14:Ac、Z9,E12-14:OH,橙花叔醇、法尼醇的结合能力较强,Ki值3.82μM、16.39μM、27.59 μM、24.01μM,其中,对Z9,E12-14：Ac的结合能力最强。因此,OBP7在甜菜夜蛾成虫对p-紫罗兰酮等寄主植物气味的识别定向中起作用；OBP13则在幼虫对Z9,E12-14:Ac的识别中起作用。5甜菜夜蛾幼虫对性信息素组分Z9,E12-14:Ac的趋向行为测定根据配体结合试验结果,推测甜菜夜蛾幼虫可能对性信息素组分Z9,E12-14:Ac具有感受能力。为了验证这一推测,进一步进行取食选择实验,测定了甜菜夜蛾3龄幼虫对Z9,E12-14:Ac勺行为反应。结果表明,幼虫对于添加了性信息素组分的人工饲料具有明显的选择性,选择处理饲料的虫量是对照饲料的1.62倍,达显著差异。可见,甜菜夜蛾幼虫确实可以感受性信息素组分Z9,E12-14:Ac并做出趋向反应。因此,Z9,E12-14:Ac可能作为幼虫寻找食物的一种信号气味,而OBP13则在对该信号物质的识别中起作用。