鉴定一种物质对昆虫行为是否有影响及有何种影响的方法技术

本发明专利技术涉及鉴定一种物质对昆虫行为是否有影响和/或有何种影响的方法。包括1)确定所述物质；2)利用所述物质刺激所述昆虫后，分析所述昆虫的电生理和/或行为学反应。优选所述物质为所述昆虫自身产生的物质；更优选所述物质包括信息素和/或信息素拮抗剂；最优选所述信息素选自顺‑11‑十六碳烯醛和/或顺‑9‑十六碳烯醛；所述信息素拮抗剂选自顺‑11‑十六碳烯醇和/或顺‑9‑十四碳烯醛。

A method of identifying whether a substance has an impact on insect behavior and how it affects it

The present invention relates to methods for identifying whether a substance has an influence and / or influence on insect behavior. Comprising 1) determining the substance; 2) using the substance to stimulate the insect, to analyze the electrophysiological and / or behavioral responses of the insect. Preferably the material for the insect itself produce substances; more preferably the material including pheromone and / or pheromone antagonist; most preferably the pheromone from 11 Shun sixteen carbon aldehydes and / or CIS 9 sixteen carbon aldehyde; the pheromone antagonist from CIS 11 sixteen alcohol and / or CIS 9 fourteen carbon aldehyde.

【技术实现步骤摘要】
鉴定一种物质对昆虫行为是否有影响及有何种影响的方法
本专利技术涉及鉴定一种物质对昆虫行为是否有影响和/或有何种影响的方法。
技术介绍
昆虫在其体内可以合成成千上万的小分子化合物或高分子物质，这些物质，如何确定这些物质在其体内行驶何种功能，目前还没有成熟的方法来确定。例如，在蛾类昆虫的性信息素通讯中，主要是由雌虫释放某种特异性(特定成分及比例)的性信息素，而雄虫在远距离通过触角上数以万计的性信息素感器对其进行感受并产生趋向行为，寻找到雌虫并与之交配。随着化学分析技术的发展，大量的蛾类昆虫的性信息素成分本鉴定，通过行为学以及田间诱捕实验进一步鉴定出此类化合物的行为学功能，但是对于其如何驱使雄虫特定的行为学反应，目前还没有较为系统的研究方法来确定。很多种类的蛋白都参与了昆虫感知外界的气味分子的过程，气味受体是其中重要的一种。特定的气味分子会激活特定的气味受体，进而昆虫会产生相应的行为，因此有必要鉴定开拓一系列较为完善的实验方法来研究蛾类昆虫感知性信息素的机理研究。
技术实现思路
鉴于现有技术的缺陷，本专利技术提供了鉴定一种物质对昆虫行为是否有影响和/或有何种影响的方法，包括1)确定所述物质；2)利用所述物质刺激所述昆虫后，分析所述昆虫的电生理和/或行为学反应。在一个具体实施方式中，所述物质为所述昆虫自身产生的物质。在一个具体实施方式中，优选所述物质包括信息素和/或信息素拮抗剂。在一个具体实施方式中，更优选所述信息素选自顺-11-十六碳烯醛和/或顺-9-十六碳烯醛；所述信息素拮抗剂选自顺-9-十四碳烯醛和/或顺-11-十六碳烯醇。在一个具体实施方式中，步骤1)还包括1-2)测定所述昆虫产生所述物质的含量和/或相对含量。在一个优选地具体实施方式中，步骤1)还包括1-2)测定所述昆虫在不同龄期产生所述物质的含量和/或相对含量。本专利技术还提供了一种鉴定由昆虫自身产生的物质对昆虫行为是否有影响和/或有何种影响的方法，包括1-1)确定所述物质；1-2)测定所述昆虫产生所述物质的含量和/或相对含量；2-1)确定在昆虫体内与所述物质相关的基因；2-2)以野生型昆虫的虫卵为材料，敲除至少一个与所述物质相关的基因，获得突变型昆虫；3-1)对比野生型昆虫和突变型昆虫对所述物质的电生理反应。在一个具体实施方式中，优选所述物质包括信息素和/或信息素拮抗剂。在一个具体实施方式中，更优选所述信息素选自顺-11-十六碳烯醛和/或顺-9-十六碳烯醛；所述信息素拮抗剂选自顺-9-十四碳烯醛和/或顺-11-十六碳烯醇。在一个具体实施方式中，优选测定所述昆虫在不同龄期产生所述物质的含量和/或相对含量。在一个具体实施方式中，优选利用CRISPR/Cas9系统敲除至少一个与所述物质相关的基因。在本专利技术的研究过程中，利用CRISPR/Cas9系统敲除与所述物质相关的基因并非易事，特别是在昆虫中没有较为成熟的CRISPR/Cas9系统敲除方法的情况下，需要专利技术人探索可能的受限条件。最终，专利技术人确定了sgRNA和Cas9mRNA的浓度至关重要。专利技术人注意到并非注射任意浓度的sgRNA和Cas9mRNA都能使敲除顺利完成，而是敲除过程对两者的浓度要求非常敏感。因此，在一个具体实施方式中，向所述昆虫的卵中注射的sgRNA的浓度为150μg/μl，注射的Cas9mRNA的浓度为1000μg/μl。在一个具体实施方式中，优选利用单感器记录仪纪录所述野生型和所述突变型对所述物质的电生理反应。在一个具体实施方式中，所述方法还包括在步骤2-2)之后的步骤3-2)确定所述野生型和所述突变型的行为学反应。在一个优选地具体实施方式中，在步骤2-2)之后的步骤3-2)为利用Y型管行为学确定所述野生型和所述突变型的行为学反应。其中步骤3-2)可以在步骤3-1)之前或之后。在一个具体实施方式中，所述方法还包括在步骤2-2)之后的步骤3-3)利用交配行为学实验分别统计突变组和野生组的不同龄期交配成功率，并统计交配后雌蛾的产卵量以及幼虫孵化率。其中步骤3-3)可以在步骤3-1)和/或3-2)之前或之后。在一个具体实施方式中，其特征在于，通过爪蟾卵母体外表达系统表达所述物质的相关的基因，通过双电机电压钳记录所述相关的基因的表达产物对所述物质的电流反应值，进行电生理分析。其中，所述物质的相关的基因可以是所述物质的靶标受体基因。在一个具体实施方式中，所述昆虫包括鳞翅目(Lepidoptera)昆虫中的至少一种；优选所述鳞翅目昆虫包括夜蛾科(Noctuidae)昆虫和/或螟蛾科(Pyralidae)昆虫中的至少一种；更优选所述夜蛾科昆虫包括铃夜蛾属(Helicoverpa)昆虫中的至少一种；最优选所述铃夜蛾属昆虫包括棉铃虫(Helicoverpaarmigera)。在一个具体实施方式中，利用GC-MS测定所述物质的含量和/或相对含量。在一个具体实施方式中，所述野生型昆虫的虫卵为所述昆虫产卵后1小时以内的虫卵。在本专利技术的一个具体实施方式中，通过测定所述昆虫在不同龄期产生性信息素成分的相对含量，首次发现性信息素拮抗剂参与调控所述昆虫的最佳生殖状态的交配时机，为进一步鉴定昆虫自身产生的化合物调控不同生理状态下行为趋向提供理论依据。因此，在本专利技术的中，还提供了一种利用昆虫自身产生的信息素拮抗剂能够调控所述昆虫交配时机在防治昆虫中的应用。在一个具体实施方式中，优选所述信息素拮抗剂选自顺-9-十四碳烯醛和/或顺-11-十六碳烯醇。在一个具体实施方式中，利用昆虫在不同时间产生信息素的含量和产生信息素拮抗剂的含量的不同而调控所述昆虫交配时机在防治昆虫中的应用。本专利技术通过CRISPA/Cas9技术可以对所述昆虫的一个或多个功能基因位点进行高效的编辑。在虫卵注射前的处理过程中，通过低温处理延迟虫卵的发育，用以保障注射的有效性。注射过程中，筛选出最佳打靶效率的sgRNA和Cas9mRNA的浓度比例(150μg/μlsgRNA和1000μg/μlCas9mRNA)。本专利技术结合生物信息学、生物化学，行为学和电生理学技术全面解析了所述现象的分子与神经机制，提供一套较为完善研究方法，用于研究外界以及昆虫自身产生的化合物调控其特定的行为的机理。附图说明图1为1-4日龄雌虫腺体中顺-11-十六碳烯醇(Z11-16:OH)和顺-11-十四碳烯醛(Z9-14:Ald)的相对含量的鉴定图谱；A为1-4日龄雌虫腺体化合物鉴定的离子色谱图；B为Z11-16:OH(左图)和Z9-14:Ald(右图)在1-4日龄雌虫腺体中的相对含量值统计图。通过GC-MS鉴定1-4日龄期的雌虫释放的性信息素成分的含量变化。图2为CRISPR/Cas9敲除OR16的流程图；A为CRISPR/Cas9技术的作用原理图；B为OR16基因的靶标位点展示图；C为限制性内切酶检测F1代突变体的电泳图；D为纯合突变体筛选的流程图。图3为OR16突变型和野生型雄蛾的神经自发反应和对性信息素反应的图谱；A为C类型毛型感器下受体-神经表达模式图；B为突变体和野生型C类型感器的自发电生理反应图谱；C为突变体和野生型C类型感器下OR6和OR16受体神经的自发反应值统计图；D为C类型感器对1mg性信息素成分的电生理反应图；E为OR6和OR16受体神经对性信息素成分反应值统计图。图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
鉴定一种物质对昆虫行为是否有影响和/或有何种影响的方法，包括1)确定所述物质；2)利用所述物质刺激所述昆虫后，分析所述昆虫的电生理和/或行为学反应。

【技术特征摘要】
1.鉴定一种物质对昆虫行为是否有影响和/或有何种影响的方法，包括1)确定所述物质；2)利用所述物质刺激所述昆虫后，分析所述昆虫的电生理和/或行为学反应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物质为所述昆虫自身产生的物质；优选所述物质包括信息素和/或信息素拮抗剂；更优选所述信息素选自顺-11-十六碳烯醛和/或顺-9-十六碳烯醛；所述信息素拮抗剂选自顺-9-十四碳烯醛和/或顺-11-十六碳烯醇。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)还包括1-2)测定所述昆虫产生所述物质的含量和/或相对含量；优选测定所述昆虫在不同龄期产生所述物质的含量和/或相对含量。4.一种鉴定由昆虫自身产生的物质对昆虫行为是否有影响和/或有何种影响的方法，包括1-1)确定所述物质；优选所述物质包括信息素和/或信息素拮抗剂；更优选所述信息素选自顺-11-十六碳烯醛和/或顺-9-十六碳烯醛，所述信息素拮抗剂选自顺-9-十四碳烯醛和/或顺-11-十六碳烯醇；1-2)测定所述昆虫产生所述物质的含量和/或相对含量；优选测定所述昆虫在不同龄期产生所述物质的含量和/或相对含量；2-1)确定在昆虫体内与所述物质相关的基因；2-2)以野生型昆虫的虫卵为材料，敲除至少一个与所述物质相关的基因，获得突变型昆虫；优选利用CRISPR/Cas9系统敲除至少一个与所述物质相关的基因；3-1)对比野生型昆虫和突变型昆虫对所述物质的电生理反应；优选利用单感器记录仪纪录所述野生型和所述突变型...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桂荣，常贺坦，刘洋，艾东，
申请(专利权)人：中国农业科学院植物保护研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11