摘要為明確青海草原毛蟲(chóng)Gynaephora qinghaiensis觸角感受器的類(lèi)型、分布及GqinOBPs基因在嗅覺(jué)識(shí)別過(guò)程中的功能，本研究利用掃描電鏡對(duì)其觸角進(jìn)行觀察，并通過(guò)RT-qPCR測(cè)定GqinOBPs基因在雌雄成蟲(chóng)組織中的表達(dá)情況。在青海草原毛蟲(chóng)雌雄成蟲(chóng)觸角上發(fā)現(xiàn)分泌孔及8種感器，包括刺形感器、毛形感器、B?hm氏鬃毛、單孔栓感器、鱗形感器、錐形感器、柱形感器和腔錐形感器。其中刺形感器、毛形感器、B?hm氏鬃毛和錐形感器分別有6、3、2和3種亞型。GqinOBPs的組織表達(dá)結(jié)果顯示，GqinOBP6、GqinOBP8、GqinOBP9和GqinOBP16在雄成蟲(chóng)觸角中的相對(duì)表達(dá)量顯著高于其他組織，GqinOBP4、GqinOBP10、GqinOBP13～ GqinOBP15和GqinOBP17在雄成蟲(chóng)翅中的相對(duì)表達(dá)量最高。GqinOBP2、GqinOBP12和GqinOBP17在雌蟲(chóng)組織中的整體表達(dá)情況較好且GqinOBP17的表達(dá)具雌性偏好（P＜0.05）。本研究為深入了解青海草原毛蟲(chóng)化學(xué)感受機(jī)制奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也為尋找青海草原毛蟲(chóng)綠色防治的分子靶標(biāo)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞青海草原毛蟲(chóng);觸角感器;掃描電鏡;氣味結(jié)合蛋白;組織表達(dá)

中圖分類(lèi)號(hào)：S 812文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16688/j.zwbh.2023602Observations on the ultrastructure of adult Gynaephora qinghaiensis

antennal sensilla and tissue expression analysis of GqinOBPsNAN Yanbin，LIU Zhanling，KOU Guixiang，WANG Kexin，LI Rongrong，ZHOU Yuantao*（College of Agriculture and Animal Husbandry， Qinghai University， Xining810016， China）AbstractTo determine the types and distribution of antennal sensilla and the function of GqinOBP genes in the process of olfactory recognition， adult antennae of Gynaephora qinghaiensis were observed using a scanning electron microscope. The expression of GqinOBP genes in the tissues of female and male adults was determined by RT-qPCR. The antennae of G.qinghaiensis exhibited smell pores and eight types of sensilla： sensilla chaetica， sensilla trichodea， B?hm’s bristles， uniporous peg sensilla， sensilla squamous， sensilla basiconica， sensilla cylindric， and sensilla coeloconica. Notably， sensilla chaetica， sensilla trichodea， B?hm’s bristles， and sensilla basiconica had six， three， two， and three subtypes， respectively. Tissue expression analysis of GqinOBPs showed that the relative expression levels of GqinOBP6， GqinOBP8， GqinOBP9， and GqinOBP16 in the antennae of male adults were significantly higher than in other tissues. In contrast， GqinOBP4， GqinOBP10， GqinOBP13 to GqinOBP 15， and GqinOBP17 showed highest expression levels in the wings of male adults. Furthermore， the expressions of GqinOBP2， GqinOBP12， and GqinOBP17 were higher in female tissues， with GqinOBP17 showing a preference for females （P＜0.05）. This study provides foundational insights into the chemosensory mechanisms of G.qinghaiensis and offers a theoretical basis for finding molecular targets for the green control of G.qinghaiensis.

Key wordsGynaephora qinghaiensis;antennal sensilla;scanning electron microscope;odorant binding protein;

tissue expression昆蟲(chóng)感受器是一種特殊的表皮結(jié)構(gòu)，介導(dǎo)昆蟲(chóng)對(duì)各種環(huán)境刺激的感知。昆蟲(chóng)觸角上分布有許多感受器，在宿主定位、棲息地選擇、伴侶識(shí)別、覓食、交配等過(guò)程中發(fā)揮著重要作用［13］。研究表明，觸角中感受器的類(lèi)型、分布與昆蟲(chóng)性別［45］、覓食［6］以及種類(lèi)等［7］有關(guān)。明確昆蟲(chóng)觸角感受器的類(lèi)型有助于闡明其在生物進(jìn)化和嗅覺(jué)識(shí)別行為調(diào)控中的價(jià)值［810］。目前，大量的昆蟲(chóng)觸角感器被發(fā)現(xiàn)。例如，長(zhǎng)索跳小蜂Anagyrus vladimiri雌蟲(chóng)觸角中發(fā)現(xiàn)了8種形態(tài)不同的感器類(lèi)型［11］;黑跗眼天牛Bacchisa atritarsis觸角上共發(fā)現(xiàn)7類(lèi)12種感器，其中刺形感器Ⅱ型在其雄成蟲(chóng)觸角上呈現(xiàn)特異性分布，可能在雄蟲(chóng)的某些行為中發(fā)揮主導(dǎo)作用［12］。阿小花尺蛾球果亞種Eupithecia abietaria debrunneata成蟲(chóng)觸角上發(fā)現(xiàn)的感器類(lèi)型為10類(lèi)17種，且首次發(fā)現(xiàn)耳形感器Ⅲ，這是在鱗翅目昆蟲(chóng)觸角感器研究中第一次報(bào)道［13］。昆蟲(chóng)的嗅覺(jué)感知過(guò)程需要各種嗅覺(jué)蛋白的參與，包括氣味結(jié)合蛋白（odorant-binding proteins， OBPs）、化學(xué)感受蛋白（chemosensory proteins， CSPs）、氣味受體（olfactory receptors， ORs）、離子型受體（ionotropic receptors， IRs）和氣味降解酶（odorant degrading enzymes）等［14］。作為接收和感知化學(xué)信號(hào)的第一道屏障，OBPs在配體識(shí)別和氣味感知中起著至關(guān)重要的作用［15］。昆蟲(chóng)OBPs屬于水溶性小分子蛋白家族，它們?cè)诶ハx(chóng)的化學(xué)感受器淋巴液中大量分布，被認(rèn)為是昆蟲(chóng)化學(xué)感受過(guò)程中氣味和信息素的載體［1617］。根據(jù)保守半胱氨酸殘基的數(shù)量及其分子結(jié)構(gòu)，OBPs主要分為5個(gè)類(lèi)型：Classic OBPs， Dimer OBP， Plus-C OBPs， Minus-C OBPs， Atypical OBPss［1819］。OBPs作為昆蟲(chóng)體內(nèi)最早被發(fā)現(xiàn)并開(kāi)始研究的嗅覺(jué)蛋白，已經(jīng)在雙翅目Diptera、鱗翅目Lepidoptera、鞘翅目Coleoptera等昆蟲(chóng)中被發(fā)現(xiàn)，目前被鑒定的OBPs超過(guò)600多個(gè)［20］。OBPs的功能已經(jīng)通過(guò)分子生物學(xué)、生物化學(xué)、生物物理學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、動(dòng)力學(xué)和電生理學(xué)等手段逐步解析［2123］。大量研究表明，昆蟲(chóng)OBPs蛋白基因主要在觸角中特異性表達(dá)，也在翅、生殖系統(tǒng)、下頜腺和唾液腺等非感覺(jué)組織和器官中表達(dá)［21，24］。由于昆蟲(chóng)個(gè)體在不同性別、不同發(fā)育階段下進(jìn)行的生命活動(dòng)不同，因此與其相關(guān)的OBPs的表達(dá)情況也會(huì)隨之變化［25］。

青海草原毛蟲(chóng)Gynaephora qinghaiensis（鱗翅目毒蛾科Lymantriidae）是為害高寒草甸最重要的害蟲(chóng)之一，重點(diǎn)分布在青海門(mén)源、海晏、天俊、澤庫(kù)、瑪多、甘德、祁連、雜多和治多等地區(qū)［2627］。青海草原毛蟲(chóng)幼蟲(chóng)具有7個(gè)齡期，雌雄成蟲(chóng)形態(tài)差異明顯，其雌成蟲(chóng)翅、觸角、胸足皆退化，雄成蟲(chóng)遷飛能力較強(qiáng)且具有發(fā)達(dá)的羽狀觸角［2829］。幼蟲(chóng)背部有毒腺，可導(dǎo)致家畜和野生動(dòng)物的口腔潰瘍和斷舌病，對(duì)人類(lèi)和牲畜的健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅［3031］。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，在青海草原毛蟲(chóng)的預(yù)防方面投入了巨大的努力，特別是在化學(xué)和生物殺蟲(chóng)劑的研究和生產(chǎn)方面［3234］。然而，這仍未能從根本上有效地減輕其危害。伴隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)青海草原毛蟲(chóng)的研究開(kāi)始涉及線粒體全基因組序列測(cè)定與分析［35］、線粒體基因的序列變異和表達(dá)模式［36］及轉(zhuǎn)錄組生物信息分析［26］等方面，目前尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)其化學(xué)感器超微結(jié)構(gòu)和化學(xué)感受機(jī)制的研究。

研究昆蟲(chóng)觸角感器類(lèi)型、數(shù)量和分布是了解其嗅覺(jué)感器功能及感受機(jī)制的基礎(chǔ)。在害蟲(chóng)生物防治過(guò)程中，可以利用昆蟲(chóng)的嗅覺(jué)識(shí)別機(jī)制。對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)嗅覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行干擾可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其的有效控制。因此，解析青海草原毛蟲(chóng)嗅覺(jué)識(shí)別的分子機(jī)制，對(duì)于制定有效的綠色防控措施具有重要意義?；诖?，本研究通過(guò)掃描電鏡技術(shù)觀察并分析青海草原毛蟲(chóng)成蟲(chóng)觸角感器類(lèi)型及分布狀況，同時(shí)利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)檢測(cè)前期通過(guò)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)鑒定出的15個(gè)氣味結(jié)合蛋白基因（GqinOBP2～GqinOBP6、GqinOBP8～GqinOBP17）［26］在成蟲(chóng)不同組織中的表達(dá)情況，旨在為深入研究氣味結(jié)合蛋白在青海草原毛蟲(chóng)嗅覺(jué)識(shí)別機(jī)制中的作用及基于嗅覺(jué)的青海草原毛蟲(chóng)防治提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試?yán)ハx(chóng)

供試青海草原毛蟲(chóng)成蟲(chóng)于2023年5月－8月采自青海省海北州（36°59′ N，100°52′ E，海拔3 095.1 m）野外。收集青海草原毛蟲(chóng)雄成蟲(chóng)的觸角、頭（去除觸角）、胸、腹、翅和足，獲得雄成蟲(chóng)共6個(gè)部位的樣品。由于青海草原毛蟲(chóng)雌成蟲(chóng)觸角、翅和足發(fā)生退化，收集頭、胸、腹共3個(gè)部位的樣品。每個(gè)部位樣品取3個(gè)生物學(xué)重復(fù)。每個(gè)樣品的重復(fù)數(shù)量根據(jù)組織或個(gè)體大小從3～30個(gè)不等，用液氮速凍分裝儲(chǔ)存在-80℃冰箱中備用［21］。

1.2觸角掃描電鏡樣品的制備與超微結(jié)構(gòu)觀察

將青海草原毛蟲(chóng)雌雄成蟲(chóng)各9頭于-20℃冷凍1 min，在體視鏡下將雄成蟲(chóng)的觸角從頭部分離，由于雌成蟲(chóng)的觸角退化為肉突，無(wú)法與頭部分離，故取整個(gè)頭部。之后用30%、50%、70%、80%、90%、100%乙醇對(duì)雄成蟲(chóng)觸角及雌成蟲(chóng)頭部分別進(jìn)行逐級(jí)脫水，每個(gè)濃度連續(xù)3次，每次脫水20 min;隨后將雄成蟲(chóng)觸角及雌成蟲(chóng)頭部用昆蟲(chóng)針固定于泡沫板上，置于超凈工作臺(tái)中打開(kāi)風(fēng)扇吹干12 h;干燥后的樣品于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上放置12 h。將干燥后的處理樣品用導(dǎo)電膠固定在樣品臺(tái)上;放入小型離子濺射儀（SBC-12）噴金1 min;之后在青海大學(xué)三江源國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行掃描電鏡（JSM-7900F）拍攝。

1.3掃描電鏡數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

感器的長(zhǎng)度及寬度根據(jù)拍攝照片，借助Image J（U.S National Institute of Health）進(jìn)行測(cè)量，運(yùn)用IBM SPSS 26.0進(jìn)行7c1191580e64e98ed15894e81b3b1bbebb154988c2816457bead2567c24f485e統(tǒng)計(jì)分析。利用Adobe Photoshop CS6（Adobe Systems）對(duì)感器類(lèi)型進(jìn)行標(biāo)注并進(jìn)行圖片的排版;感器的鑒定參考Schneider［37］和Zacharuk［38］。

1.4總RNA提取及cDNA合成

通過(guò)TRIzol法提取1.1節(jié)收集的青海草原毛蟲(chóng)各部位樣品的RNA。用1%瓊脂糖凝膠電泳分析樣品RNA完整性及是否存在DNA污染。利用超微量分光光度計(jì)檢測(cè)RNA純度，當(dāng)OD260/OD280為1.8～2.2，表明提取的RNA合格。對(duì)純度合格的RNA樣品利用TRUEscript 1st Strand cDNA Synthesis Kit（艾德萊，北京）合成cDNA第一鏈并置于-20℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.5引物設(shè)計(jì)與合成

本課題組前期根據(jù)青海草原毛蟲(chóng)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)鑒定出17個(gè)青海草原毛蟲(chóng)OBPs基因序列［26］。由于引物的長(zhǎng)度問(wèn)題我們最終利用Oligo7軟件設(shè)計(jì)出15對(duì)引物（表1），內(nèi)參基因（EF-1α）參考張棋麟等［39］，引物委托北京睿博興科生物技術(shù)有限公司合成。

1.6青海草原毛蟲(chóng)OBPs基因的qPCR檢測(cè)

以1.4節(jié)合成的cDNA為模板，每個(gè)樣品含3個(gè)生物學(xué)重復(fù)，每個(gè)生物學(xué)重復(fù)進(jìn)行3次技術(shù)重復(fù)，通過(guò)熔解曲線評(píng)估引物的特異性。擴(kuò)增體系為20 μL：SYBR Green Real-time PCR Master Mix 10 μL，上、下游引物（10 μmol/L）各0.8 μL，cDNA 1 μL （100 ng），超純水7.4 μL。在ABI 7500型實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀中進(jìn)行qPCR反應(yīng)，運(yùn)行程序：95℃ 1 min;95℃ 15 s，60℃ 15 s，循環(huán)40次;72℃ 45 s。每個(gè)OBP基因在成蟲(chóng)各組織中的表達(dá)量以在雌性頭部中的表達(dá)量為基準(zhǔn)。

1.7數(shù)據(jù)分析

基因在不同組織中的相對(duì)表達(dá)量利用2-ΔΔCt法進(jìn)行計(jì)算，其中：ΔCt=Ct（目的基因）-Ct（內(nèi)參基因）;ΔΔCt=ΔCt（樣品）-ΔCt（對(duì)照）［40］。通過(guò)SPSS 26.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對(duì)各基因在不同組織中的表達(dá)量差異進(jìn)行單因素方差分析（One-way ANOVA），同時(shí)利用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較;最后使用Graphpad prism繪制基因的組織表達(dá)譜。

2結(jié)果與分析

2.1青海草原毛蟲(chóng)成蟲(chóng)觸角形態(tài)

青海草原毛蟲(chóng)雄蟲(chóng)觸角由鞭節(jié)（flagellum， Fl）、梗節(jié)（pedicel， Pe）和柄節(jié)（scape， Sc）組成;雌蟲(chóng)觸角退化，無(wú)鞭節(jié)（圖1a， b）。鞭節(jié)是雄蟲(chóng)觸角的端節(jié)，由33個(gè)亞節(jié)組成（F1～ F 33），柄節(jié)和梗節(jié)上分布有大量絨毛（圖1c， d）。鞭節(jié)的第1亞節(jié)長(zhǎng)度為（131.36±1.12） μm，基部直徑為（83.61±1.72） μm;第33亞節(jié)長(zhǎng)度為（56.33±1.53） μm，基部直徑為（59.00±2.65） μm。雄蟲(chóng)觸角全長(zhǎng)（1 383.72±15.19） μm，顯著長(zhǎng)于雌蟲(chóng)觸角全長(zhǎng)［（772.71±6.47） μm］（P＜0.05）。雄蟲(chóng)觸角梗節(jié)、柄節(jié)的長(zhǎng)度和基部直徑均顯著大于雌蟲(chóng)觸角（P＜0.05）（表2）。

2.2青海草原毛蟲(chóng)觸角感器類(lèi)型

2.2.1刺形感器 （sensilla chaetica， Sch）

刺形感器數(shù)量較少，表面光滑，末端極尖。根據(jù)長(zhǎng)度、是否著生于臼狀感器窩、有無(wú)縱裂紋、有無(wú)彎曲、是否從基部到末梢逐步變細(xì)，將青海草原毛蟲(chóng)的刺形感器分為6個(gè)亞型（圖2a，2d，3d，3f，3i）。青海草原毛蟲(chóng)的刺形感器主要分布在雄蟲(chóng)觸角鞭節(jié)羽狀分支端部（圖2a， d）。Sch-Ⅰ在雄蟲(chóng)觸角鞭節(jié)分布較密，長(zhǎng)度和基部直徑為（22.64±2.68） μm和（5.59±4.35） μm，雌雄成蟲(chóng)間Sch-Ⅱ的長(zhǎng)度和基部直徑差異顯著（P＜0.05）（表3）。SchⅢ～ SchⅥ在雄蟲(chóng)觸角沒(méi)有發(fā)現(xiàn)，廣泛分布于雌蟲(chóng)觸角（圖3d，f，i）。

2.2.2毛形感器（sensilla trichodea， St）

青海草原毛蟲(chóng)雄成蟲(chóng)觸角上毛形感器數(shù)量最多，分布最廣，在觸角鞭節(jié)羽狀分支上分布尤為密集（圖2b， c， f），在雌蟲(chóng)退化觸角上也發(fā)現(xiàn)該種感器（圖3e）。毛形感器是一種細(xì)長(zhǎng)、徑直或略有彎曲，從基部到末梢逐步變細(xì)的感器，其呈毛發(fā)狀，表面有縱向分布的紋路。根據(jù)有無(wú)臼狀感器窩、有無(wú)彎曲或分叉將青海草原毛蟲(chóng)的毛形感器分為3個(gè)亞型。St-Ⅰ、St-Ⅱ和St-Ⅲ外形類(lèi)似，但St-Ⅰ的長(zhǎng)度與基部直徑明顯大于St-Ⅱ和St-Ⅲ（表3）。

2.2.3B?hm氏鬃毛（B?hm’s bristles，Bb）

B?hm氏鬃毛大多直立于觸角表面，感器表面光滑。Bb主要著生在青海草原毛蟲(chóng)觸角的柄節(jié)和梗節(jié)基部，在雌、雄成蟲(chóng)觸角上的分布無(wú)差異。青jy/MdPYHNpSSAEugMepcNIJnHAkZ0EyOo2CeHZX6K0Q=海草原毛蟲(chóng)觸角的B?hm氏鬃毛有2種亞型，分別為B?hm氏鬃毛Ⅰ （Bb-Ⅰ）和B?hm氏鬃毛Ⅱ（Bb-Ⅱ）（圖2e）。B?hm氏鬃毛Ⅰ似刺形，基部較寬，端部尖細(xì)，表面無(wú)孔。青海草原草原毛蟲(chóng)雄蟲(chóng)Bb-Ⅰ的長(zhǎng)度和基部寬度分別是（28.47±6.1） μm和（3.35±0.2） μm均顯著大于雌蟲(chóng)的Bb-Ⅰ。B?hm氏鬃毛Ⅱ較短小，呈三角錐形，表面光滑，通常與B?hm氏鬃毛Ⅰ伴生（圖2g， h， i）。雌雄蟲(chóng)間Bb-Ⅱ的長(zhǎng)度和基部直徑差異均顯著（P<0.05，表3）。

2.2.4分泌孔（smell pores， Spo）

青海草原毛蟲(chóng)的分泌孔主要分布在雄蟲(chóng)觸角鞭節(jié)羽狀分支上（圖2d），且數(shù)量較少，雄蟲(chóng)分泌孔的直徑為（5.19±0.42） μm（表3）。雌蟲(chóng)觸角未發(fā)現(xiàn)該感器。

2.2.5鱗形感器（sensilla squamous， Ssq）

僅在青海草原毛蟲(chóng)的雄蟲(chóng)觸角發(fā)現(xiàn)該感器。鱗形感器是觸角柄節(jié)、梗節(jié)上的一種感器，著生于臼狀感器窩內(nèi)，中間較粗，基部、梢部均比中間部位細(xì)，呈狹長(zhǎng)的鱗片形，表面具有縱裂紋，末梢端圓鈍（圖2a， 圖3c）。雄蟲(chóng)鱗形感器長(zhǎng)度和基部直徑分別為（11.27±1.44） μm、（1.89±1.19） μm（表3）。

2.2.6單孔栓感器 （uniporous peg sensilla， Up）

單孔栓感器由表皮特化形成，著生在深坑中，基部膨大，端部有1個(gè)小孔。其分布數(shù)量較少，在青海草原毛蟲(chóng)雄成蟲(chóng)觸角上僅發(fā)現(xiàn)2個(gè)，主要著生在觸角鞭節(jié)亞節(jié)的分支上（圖3a， b）。單孔栓感器基部直徑是（7.56±0.13） μm，感器環(huán)寬是（9.34±1.35） μm，感器柱高為（9.93±0.29） μm（表3）。

2.2.7錐形感器（sensilla basiconica， Sb）

錐形感器主要分布在青海草原毛蟲(chóng)雌蟲(chóng)觸角上（圖3d， g， h），雄蟲(chóng)觸角上未發(fā)現(xiàn)。青海草原毛蟲(chóng)的錐形感器比毛形感器粗，從基部到端部逐漸變細(xì)，基部有臼狀窩，末端較鈍，表面有縱向凹槽，根據(jù)長(zhǎng)度和頂端形態(tài)將青海草原毛蟲(chóng)的錐形感器分成3個(gè)亞型，即SbⅠ、SbⅡ和SbⅢ。

2.2.8柱形感器（sensilla cylindric， Scy）

青海草原毛蟲(chóng)的柱形感器僅在雌蟲(chóng)柄節(jié)部位發(fā)現(xiàn)，散生在柄節(jié)末端，數(shù)量較少。感器呈柱狀，端部有鈍圓狀微突，整體與觸角垂直（圖3d，f）。其長(zhǎng)度和基部直徑分別為（24.33±1.47） μm、（2.19±0.27） μm（表3）。

2.2.9腔錐形感器（sensilla coeloconica，Sco）

只在青海草原毛蟲(chóng)雌蟲(chóng)觸角發(fā)現(xiàn)腔錐形感器。位于觸角柄節(jié)或梗節(jié)鉤狀突起上，腔中央的錐形變異較大， 略高于觸角表皮，周?chē)樯F形感器（圖3g）。其基部直徑為（1.38±0.04） μm。感器環(huán)寬和感器柱高分別是（1.62±0.02） μm和（3.17±0.2） μm。

2.3青海草原毛蟲(chóng)OBP基因的組織表達(dá)分析

采用RT-qPCR技術(shù)測(cè)定已鑒定的OBP基因在青海草原毛蟲(chóng)雄蟲(chóng)頭、胸、腹、足、翅、觸角6個(gè)部位及雌蟲(chóng)頭（包含退化觸角）、胸、腹3個(gè)部位的表達(dá)水平。結(jié)果表明：青海草原毛蟲(chóng)15個(gè)OBP基因在成蟲(chóng)各組織中表達(dá)量明顯不同（圖4）。雄成蟲(chóng)中，GqinOBP6、GqinOBP8、GqinOBP9和GqinOBP16在觸角中的相對(duì)表達(dá)量顯著高于其他組織，分別是頭部中相對(duì)表達(dá)量的76.03、28.31、106.67和40倍，GqinOBP4、GqinOBP10、GqinOBP13～GqinOBP15和GqinOBP17在翅中的相對(duì)表達(dá)量顯著高于其他組織，分別為頭部相對(duì)表達(dá)量的2.42、5.82、5.21、2.35、31.71倍和2.06倍。GqinOBP11在觸角和翅中的相對(duì)表達(dá)量顯著高于其他組織（P＜0.05）。大部分GqinOBPs在雌成蟲(chóng)的頭、胸和腹部幾乎不表達(dá)。GqinOBP2、GqinOBP12和GqinOBP17在雌蟲(chóng)組織中的整體表達(dá)情況較好。GqinOBP4和GqinOBP17在雌蟲(chóng)腹部的表達(dá)量最高，分別是頭部表達(dá)量的7.5和7.1倍，GqinOBP12在胸部的表達(dá)量最高，是頭部表達(dá)量的3.8倍，均達(dá)顯著水平（P＜0.05）。GqinOBP6、GqinOBP8、GqinOBP11和GqinOBP17在雌雄成蟲(chóng)的頭、胸和腹中的表達(dá)存在顯著差異，且GqinOBP17在組織中的表達(dá)具雌性偏好（P＜0.05）。

3討論

鱗翅目成蟲(chóng)主要通過(guò)觸角上的各種感器感受外界的化學(xué)信號(hào)和機(jī)械刺激， 明確感器的類(lèi)型和分布是闡明功能和機(jī)制的前提［41］。我們發(fā)現(xiàn)青海草原毛蟲(chóng)觸角上分布著8種類(lèi)型的感器，分別為刺形感器、毛形感器、B?hm氏鬃毛、單孔栓感器、鱗形感器、錐形感器、柱形感器和腔錐形感器。與報(bào)道的其他鱗翅目昆蟲(chóng)，如豆卜饃夜蛾Bomolocha tristalis［42］、小菜蛾P(guān)lutella xylostella［43］、草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda［44］等感器類(lèi)型基本一致。其中刺形感器、毛形感器、B?hm氏鬃毛和錐形感器分別有6、3、2和3種亞型，豐富的感器類(lèi)型使青海草原毛蟲(chóng)擁有廣闊的棲息環(huán)境、強(qiáng)大的生存能力和更強(qiáng)的繁殖力［45］。

昆蟲(chóng)觸角的刺形感器主要感知外界的機(jī)械刺激［46］。青海草原毛蟲(chóng)的刺形感器主要分布在雄蟲(chóng)觸角鞭節(jié)羽狀分支端部，未發(fā)現(xiàn)頂孔，在木毒蛾Lymantria xylina的感器研究中發(fā)現(xiàn)該類(lèi)感器在其活動(dòng)中可以起到保護(hù)觸角的作用，因此推測(cè)青海草原毛蟲(chóng)的刺形感器具有相似功能［47］。毛形感器一般在鱗翅目蛾類(lèi)觸角上普遍存在，分布廣，數(shù)量多，青海草原毛蟲(chóng)也不例外，其雄蟲(chóng)觸角上的毛形感器具有3種亞型。在青海草原毛蟲(chóng)的雄蟲(chóng)觸角感器中以毛形感器的數(shù)量最多，分布最廣且具有多種亞型，這與毛形感器在鱗翅目昆蟲(chóng)觸角上的分布特點(diǎn)一致［4849］。該類(lèi)感器被證實(shí)具有嗅覺(jué)和感受性信息素的功能，青海草原毛蟲(chóng)雄蟲(chóng)的毛形感器較發(fā)達(dá)，推測(cè)其對(duì)雌蟲(chóng)釋放的性信息素具有辨向功能［50］。當(dāng)昆蟲(chóng)遇到機(jī)械刺激時(shí)，B?hm氏鬃毛能緩沖重力的作用力，從而控制昆蟲(chóng)下降速度［4］。因此，推測(cè)B?hm氏鬃毛可能刺激了與大腦相連的底層神經(jīng)元，從而使青海草原毛蟲(chóng)能夠主動(dòng)控制飛行時(shí)的觸角定位［51］。青海草原毛蟲(chóng)雄蟲(chóng)觸角發(fā)現(xiàn)單孔栓感器，數(shù)量較少。研究發(fā)現(xiàn)，美國(guó)白蛾Hyphantria cunea雄成蟲(chóng)觸角上都著生有單孔栓感器［52］，其分布狀況與青海草原毛蟲(chóng)雄蟲(chóng)觸角上單孔栓感器的分布具有相似性。該感器對(duì)任何信息素以及植物揮發(fā)物沒(méi)有反應(yīng)，推測(cè)其功能可能是感受濕度或?qū)Χ趸济舾校?354］。鱗形感器在草地貪夜蛾中也有發(fā)現(xiàn)，通常認(rèn)為其有機(jī)械感知的功能［44］。感器除了能感受氣味外，還能感受外界的溫、濕度［47，55］，因此推測(cè)該類(lèi)感器在青海草原毛蟲(chóng)寄主選擇上發(fā)揮作用。錐形感器可感知植物的氣味和信息素。目前已經(jīng)報(bào)道的鱗翅目昆蟲(chóng)觸角感器中，幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)柱形感器，其功能有待進(jìn)一步研究。

基因表達(dá)分析是預(yù)測(cè)基因功能的重要手段，目前大量的研究證明參與嗅覺(jué)識(shí)別的OBPs主要在觸角中特異性表達(dá)，而在其他組織中表達(dá)的OBPs可能參與其他的生理功能［25，56］。本研究中GqinOBP6、GqinOBP8、GqinOBP9和GqinOBP16在雄觸角中的相對(duì)表達(dá)量顯著高于其他組織。表明其對(duì)應(yīng)的4個(gè)GqinOBPs可能是參與青海草原毛蟲(chóng)多種嗅覺(jué)識(shí)別過(guò)程的重要蛋白。雖然大部分OBPs存在于昆蟲(chóng)觸角中， 被稱(chēng)作觸角特定蛋白 （antennal-specific protein），但是， 越來(lái)越多的OBPs被發(fā)現(xiàn)在其他組織中也有表達(dá)， 如頭部、口器、足、翅、胸部和腹部等， 在不同的器官組織中可能發(fā)揮著不同的功能［5759］。青海草原毛蟲(chóng)部分OBP基因在觸角以外的組織中均有一定的表達(dá)量，如GqinOBP4、GqinOBP10、GqinOBP13～GqinOBP15和GqinOBP17在翅中的相對(duì)表達(dá)量較高。這與前人報(bào)道的昆蟲(chóng)翅部也分布有嗅覺(jué)感器相一致［60］。然而，目前對(duì)于在翅中高表達(dá)的OBPs基因的功能尚缺乏研究。GqinOBP2、GqinOBP12和GqinOBP17在雌蟲(chóng)組織中的整體表達(dá)情況較好且GqinOBP17在組織中的表達(dá)具雌性偏好（P＜0.05）。該結(jié)果與甘薯蟻象Cylas formicarius［61］的CforOBP1～3基因表達(dá)譜類(lèi)似，這可能與雌雄成蟲(chóng)在生命活動(dòng)中各自承擔(dān)的角色不同有關(guān)［62］。

青海草原毛蟲(chóng)成蟲(chóng)通過(guò)嗅覺(jué)感受系統(tǒng)完成尋找配偶、寄主定位及產(chǎn)卵地選擇等行為，氣味結(jié)合蛋白在此過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。表達(dá)于雄蟲(chóng)觸角的OBP基因?qū)π孕畔⑺氐淖R(shí)別很重要，除觸角外，其他部位的OBP基因表達(dá)量在雌雄成蟲(chóng)間也存在一定差異。這些基因可能在雌雄之間交配時(shí)，或是與寄主互作的過(guò)程中發(fā)揮重要作用［25］。因此，深入研究青海草原毛蟲(chóng)嗅覺(jué)識(shí)別的分子機(jī)制，將為高效、特異性的昆蟲(chóng)行為調(diào)節(jié)劑研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

4結(jié)論

本研究從青海草原毛蟲(chóng)雌雄蟲(chóng)觸角上發(fā)現(xiàn)分泌孔和8種感器，分別為刺形感器、毛形感器、B?hm氏鬃毛、單孔栓感器、鱗形感器、錐形感器、柱形感器和腔錐形感器。作為了解基因功能的關(guān)鍵第一步，使用RT-qPCR對(duì)這些GqinOBPs基因在不同組織中的表達(dá)情況進(jìn)行檢測(cè)。我們鑒定出4個(gè)在雄蟲(chóng)觸角中高表達(dá)，6個(gè)在翅中高表達(dá)及3個(gè)在雌蟲(chóng)組織中整體表達(dá)情況較好的GqinOBPs基因。我們的研究結(jié)果將為進(jìn)一步闡明青海草原毛蟲(chóng)的嗅覺(jué)機(jī)制奠定基礎(chǔ)，同時(shí)也為尋找青海草原毛蟲(chóng)綠色防治的分子靶標(biāo)提供理論依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：楊明麗）