Research Article

Identification and expression profile of odorant-binding proteins in the parasitic wasp Microplitis pallidipes using PacBio long-read sequencing

Identification et profil d’expression des protéines de liaison aux odeurs chez la guêpe parasite Microplitis pallidipes à l’aide du séquençage à lecture longue PacBio

¹ Eco-environmental Protection Institute, Shanghai Academy of Agricultural Sciences, Shanghai Key Laboratory of Protected Horticultural Technology, Shanghai Engineering Research Centre of Low-Carbon Agriculture, Shanghai 201403, China
² Shanghai Key Laboratory of Chemical Biology, School of Pharmacy, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China

^* Corresponding authors: hwfy2002@163.com; jiangjiexiansh@126.com

Received: 29 June 2022
Accepted: 21 October 2022

Abstract

Microplitis pallidipes Szépligeti (Hymenoptera: Braconidae) is an important parasitic wasp of second and third-instar noctuid larvae such as the insect pests Spodoptera exigua, Spodoptera litura, and Spodoptera frugiperda. As in other insects, M. pallidipes has a chemosensory recognition system that is critical to foraging, mating, oviposition, and other behaviors. Odorant-binding proteins (OBPs) are important to the system, but those of M. pallidipes have not been determined. This study used PacBio long-read sequencing to identify 170,980 M. pallidipes unigenes and predicted 129,381 proteins. Following retrieval of possible OBP sequences, we removed those that were redundant or non-full-length and eventually cloned five OBP sequences: MpOBP2, MpOBP3, MpOBP8, MpOBP10, and MpPBP 429, 429, 459, 420, and 429 bp in size, respectively. Each M. pallidipes OBP had six conserved cysteine residues. Phylogenetic analysis revealed that the five OBPs were located at different branches of the phylogenetic tree. Additionally, tissue expression profiles indicated that MpOBP2 and MpPBP were mainly expressed in the antennae of male wasps, while MpOBP3, MpOBP8, and MpOBP10 were mainly expressed in the antennae of female wasps. MpOBP3 was also highly expressed in the legs of female wasps. Temporal profiles revealed that the expression of each M. pallidipes OBP peaked at different days after emergence to adulthood. In conclusion, we identified five novel odorant-binding proteins of M. pallidipes and demonstrated biologically relevant differences in expression patterns.

Résumé

Microplitis pallidipes Szépligeti (Hymenoptera : Braconidae) est une importante guêpe parasite des larves de noctuelles de deuxième et troisième stades telles que les insectes ravageurs Spodoptera exigua, Spodoptera litura et Spodoptera frugiperda. Comme d’autres insectes, M. pallidipes possède un système de reconnaissance chimiosensoriel, essentiel à la recherche de nourriture, à l’accouplement, à la ponte et à d’autres comportements. Les protéines de liaison aux odeurs (PLO) sont importantes pour le système, mais celles de M. pallidipes n’ont pas été déterminées. Cette étude a utilisé le séquençage à lecture longue PacBio pour identifier 170 980 unigènes de M. pallidipes et prédit 129 381 protéines. Après la récupération des séquences de PLO possibles, nous avons supprimé celles qui étaient redondantes ou pas de pleine longueur et avons finalement cloné cinq séquences de PLO, MpOBP2, MpOBP3, MpOBP8, MpOBP10 et MpPBP, respectivement de taille 429, 429, 459, 420 et 429 pb. Chaque PLO de M. pallidipes avait six résidus de cystéine conservés. L’analyse phylogénétique a révélé que les cinq PLO étaient situés à différentes branches de l’arbre phylogénétique. De plus, les profils d’expression tissulaire ont indiqué que MpOBP2 et MpPBP étaient principalement exprimés dans les antennes des guêpes mâles, tandis que MpOBP3, MpOBP8 et MpOBP10 étaient principalement exprimés dans les antennes des guêpes femelles. MpOBP3 était également fortement exprimé dans les pattes des guêpes femelles. Les profils temporels ont révélé que l’expression de chaque PLO de M. pallidipes culminait à différents jours après l’émergence à l’âge adulte. En conclusion, nous avons identifié cinq nouvelles protéines de liaison aux odeurs de M. pallidipes et démontré des différences biologiquement pertinentes dans les profils d’expression.