白星花金龟触角特异性气味结合蛋白PbreOBP8/9/18介导花卉挥发物识别的分子机制

本研究针对白星花金龟（WSFC）危害农作物的防治难题，通过基因组分析鉴定出23个气味结合蛋白（OBPs），其中触角特异性表达的PbreOBP8/9/18对β-紫罗兰酮等花卉挥发物表现出高亲和力，揭示了其介导宿主定位的分子机制，为开发基于嗅觉调控的绿色防控技术提供新靶点。

　　

在农业生产中，白星花金龟（Protaetia brevitarsis）成虫对葡萄、梨等作物的花果危害严重，传统农药防治易导致环境污染。这种甲虫独特的访花行为暗示其嗅觉系统对花卉挥发物具有高度敏感性，但相关分子机制尚不明确。针对这一科学问题，河北省农林科学院等机构的研究人员通过基因组挖掘和功能验证，揭示了触角特异性气味结合蛋白（Odorant Binding Proteins, OBPs）在宿主定位中的关键作用，相关成果发表于《Journal of Insect Physiology》。

研究采用基因组扫描、系统发育分析、qPCR组织表达谱和荧光竞争结合实验等技术手段，样本来自沧州市农林科学院提供的实验室饲养种群。通过重组蛋白表达纯化，结合分子对接预测，系统解析了PbreOBPs的结构与功能关系。

Insect rearing and tissue collection
实验室标准化饲养7日龄成虫，分离触角等6类组织样本，为表达谱分析提供材料基础。

Identification of PbreOBPs
从基因组中鉴定出23个OBPs，其中20个具有信号肽，14个属于经典OBPs亚型。与同属鞘翅目的华北大黑鳃金龟（Holotrichia parallela）等物种OBPs高度同源。

Tissue expression profiles
qPCR显示10个PbreOBPs触角特异性高表达，尤以PbreOBP8/9/18最显著，暗示其在嗅觉感知中的专一性功能。

Binding affinity analysis
荧光实验证实PbreOBP8/9/18对β-紫罗兰酮（β-ionone）、水杨酸苯乙酯等花卉标志成分具有纳摩尔级结合力。值得注意的是，PbreOBP8还能识别3-辛醇等微生物挥发物，可能参与产卵位点选择。

Molecular docking
预测关键酸性残基（如PbreOBP8的Asp¹⁰⁶
）通过氢键和疏水作用参与配体结合，为理性设计调控剂提供结构基础。

该研究首次系统阐明了WSFC触角特异性OBPs的分子特征与功能多样性。PbreOBP8的双重配体识别能力（花卉与微生物挥发物）为解释其复合生态行为提供新视角，所发现的保守结合基序为跨物种OBPs功能预测建立参考。通过反向化学生态学策略，针对这些关键OBPs开发干扰剂，有望实现对该害虫的精准行为调控，减少化学农药依赖。研究不仅拓展了对鞘翅目昆虫化学感受机制的认识，也为农业害虫绿色防控提供了创新技术路径。