《Journal of Stored Products Research》：Screening of attractants based on the interaction between three odorant-binding proteins and mung bean volatiles in
Callosobruchus chinensis
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摘要绿豆象是一种全球分布的害虫，对贮藏食用豆类造成严重的经济损失。尽管绿豆象具有经济影响，但其寄主识别的潜在分子机制仍不清楚。气味结合蛋白（OBPs）是包括寄主定位和繁殖在内的嗅觉驱动行为的关键媒介，代表了害虫防治的有前景靶点。在本研究中，qRT-PCR 显示OBP6、OBP
摘要
绿豆象是一种全球分布的害虫，对贮藏食用豆类造成严重的经济损失。尽管绿豆象具有经济影响，但其寄主识别的潜在分子机制仍不清楚。气味结合蛋白（OBPs）是包括寄主定位和繁殖在内的嗅觉驱动行为的关键媒介，代表了害虫防治的有前景靶点。在本研究中，qRT-PCR 显示OBP6、OBP7和OBP11在雄性和雌性成虫的触角中均高表达。利用荧光竞争结合实验、分子对接和定点突变，我们表征了这三种 OBP 对 23 种绿豆挥发性化合物的结合亲和力。值得注意的是，顺 -3-己烯醇、2-己烯醛和 (±)-柠檬烯被鉴定为新型稳定结合物。对五个关键残基（I81、Y104、D111、Y112、F113）的突变消除了配体结合，证实了它们的功能重要性。电生理和行为实验表明，这三种化合物引发了触角反应，并对两性均表现出吸引效应。这些发现为开发绿豆象引诱剂和新型害虫防治策略提供了有前景的候选物。
引言
昆虫依赖敏感的嗅觉系统来检测环境中的化学信号，从而实现寻找配偶、寻找食物和选择产卵位点等关键行为（Yan 等，2020；Li 等，2020；Yuan 等，2024）。主要嗅觉受体位于触角中，触角内含多种检测气味分子所必需的蛋白类别（Xu 等，2024；Pelosi 等，2014）。这些主要包括气味结合蛋白（OBPs）、化学感受蛋白（CSPs）、嗅觉感觉神经元（OSNs）、离子型受体（IRs）和气味受体（ORs）。昆虫嗅觉功能从根本上基于一种主要由 OBPs 介导和调节的配体识别机制。该过程可概括如下：这种初始结合事件是气味编码中的第一步也是最具有选择性的步骤，使得 OBPs 成为干扰寄主定位和交配等害虫行为的理想靶点（Fleischer 等，2018；Cassau 和 Krieger，2021；Leal，2013；Stocker 等，1990）。
昆虫气味结合蛋白（OBPs）是一类小型水溶性蛋白，不同物种和亚科之间的氨基酸长度可变，相对分子质量范围为 12 至 20 kDa。它们最显著的特征是序列中存在六个保守的半胱氨酸残基，这些残基保持相似的水溶性和二级结构，并形成多个二硫键以稳定 OBP 结构（Pelosi 和 Maida，1995；Fan 等，2011；Zhou 等，2010）。OBPs 主要在昆虫的触角组织中表达（Feng 和 Prestwich，1997；Zhou 等，2015）。例如，Vogt 等人首次从烟芽天蛾的触角中克隆了 GOBP1 和 GOBP2，为其嗅觉作用提供了早期证据（Vogt 等，1991）。Danty 等人发现蜜蜂触角中 OBP 表达存在性别二态性，支持其主要嗅觉作用（Danty 等，1998）。然而，一些 OBPs 也参与非嗅觉系统，并在不同组织中执行不同的功能（Rihani 等，2021）。例如，东亚飞蝗中的 LmigOBP2 也在口器中表达，介导味觉感知（Yu 等，2009），而纹须同缘蝽中的 AlinOBP11 结合前足中的非挥发性化合物（Sun 等，2016）。这种功能多样性表明，仅靠 OBPs 的表达模式无法预测配体特异性或行为作用，需要在绿豆象中进行功能表征。
近年来，基于 OBP 配体结合筛选行为活性化合物的逆向化学生态学，已成为害虫防治的一种靶向策略（Qu 等，2024）。事实上，众多研究已利用该方法成功筛选出多种具有害虫防治潜在应用的化学化合物。例如，该方法已成功鉴定出榆绿毛萤叶甲的引诱剂（Liu 等，2024）、美国白蛾的信息素成分（Yuan 等，2025）以及纹须同缘蝽中的双重功能 OBPs（Sun 等，2017）。总体而言，这些发现证实了逆向化学生态学方法的可靠性和可行性。在此基础上，研究人员可以利用具有高亲和力和高活性的候选化合物开发更有效的行为调节剂，从而为害虫防治领域提供额外的策略和研究方向。
绿豆象是一种世界性贮藏害虫，主要危害绿豆和豇豆等豆科作物。其幼虫钻入种子，造成空壳和霉变，危害率高达 100%。目前的防治措施依赖化学杀虫剂，这带来了残留毒性和抗药性等問題（Zhang 等，2023；Pumnuan 等，2022；Wang 等，2022）。因此，基于嗅觉机制开发绿色高效的行为干扰剂已成为害虫防治的主流方向，但其发展受到根本性缺口的阻碍（Wang 等，2025）。尽管已在绿豆象中鉴定出 21 个 OBP（Zhang 等，2017），但均未进行功能表征，也没有验证行为活性配体。先前的研究在绿豆象中鉴定了 21 个 OBP 基因并表征了其组织表达谱（Wang 等，2026）；发现 OBP6、OBP7 和 OBP11 在触角中高表达，因此选择它们进行本研究。利用逆向化学生态学方法结合行为实验，我们分析了 23 种植物挥发性化合物（Hong Min 等，2017）与绿豆象中三种 OBP 之间的相互作用，从而鉴定出三种具有引诱效应的新活性化合物。这些发现为阐明绿豆象中 OBP 介导的嗅觉识别奠定了坚实基础，同时为开发环境友好且可持续的害虫防治制剂确定了有前景的分子靶点。
章节片段
昆虫饲养与组织采集
本研究使用的绿豆象在淮北师范大学生物学实验室的恒温箱中饲养，条件为温度 27 ± 1°C，相对湿度 70% ± 5%，光周期 16L:8D，以新鲜绿豆为食。饲养约 20 天后，对新羽化的成虫进行解剖，以获得触角、头部、胸部、腹部、足和翅。其中，触角（雄性和雌性各 150 对）和其他组织（各 100 只，不分性别）用于
OBP6、OBP7、OBP11 基因的表达水平
我们使用 qRT-PCR 技术测定了绿豆象成虫头部、胸部、腹部、足、翅和触角中 21 个 OBPs 的表达谱。结果表明，OBP6、OBP7和OBP11在雄性和雌性的触角中均高表达（Wang 等，2026）（图 2）。雌性触角中OBP6的表达水平显著高于雄性；雄性触角中OBP7和OBP11的表达水平显著高于雌性。
讨论
昆虫嗅觉始于气味结合蛋白（OBPs）对疏水性气味的识别，这些蛋白使这些化学信号溶解并将其运输到嗅觉感觉神经元，从而触发寄主定位和繁殖等关键行为（Steinbrecht，1998）。最近，许多研究通过结合亲和力分析和行为实验，成功鉴定了各种能够调节昆虫行为的活性化合物。然而，关于结合
结论
本研究证实OBP6、OBP7和OBP11在绿豆象的触角中均高表达。荧光竞争结合实验表明，CchiOBP6、CchiOBP7 和 CchiOBP11 分别与 5、4 和 3 种寄主挥发性化合物具有最强的结合亲和力。通过结构建模、分子对接和定点突变相结合的方法，我们系统评估了这三种 OBP 与配体结合的分子机制，并鉴定了五个
CRediT 作者贡献声明
王子清: 概念化，数据整理，形式分析，调查，方法论，项目管理，资源，软件，监督，验证，写作 – 初稿，写作 – 审阅与编辑。詹佳豪: 形式分析。安金泽: 数据整理。朱文文: 资源。匡萌萌: 调查。朱琪: 资源。李小明: 资金获取，项目管理。
资助
本工作得到了 安徽省高校自然科学研究优秀青年项目（2023AH020040），安徽省教育厅自然科学基金（2023AH040365, 2024AH040218 和 KJ2021B10），以及 安徽省高校协同创新计划（GXXT-2023-101）的支持。
利益冲突声明
作者声明他们没有任何已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本报告中的工作。
王子清|詹佳豪|安金泽|朱文文|匡萌萌|朱琪|李小明
安徽省旱粮作物绿色生产技术工程研究中心，淮北市农作物病虫绿色防控重点实验室，淮北师范大学生命科学学院，中国安徽淮北，235000
