黏虫咽侧体抑制神经肽基因克隆与成虫期表达模式分析

为明确黏虫咽侧体抑制神经肽基因(allatostatin,AST)在调控黏虫Mythimna separata(Walker)保幼激素(juvenile hormone,JH)中的功能,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得的黏虫AST基因cDNA全长序列902bp,开放阅读框378bp,编码125个氨基酸。蛋白分子量为14.33kD,等电点为9.25,具有C型AST典型的PISCF序列。进化树分析表明,黏虫AST氨基酸序列与一点黏虫、草地贪夜蛾、棉铃虫氨基酸序列相似性高达80%以上。实时荧光定量PCR结果表明AST在成虫期的表达有明显组织和时间特异性。AST在飞行肌中表达量最高,头部其次,卵巢最低;黏虫头部AST表达量在7日龄最高,飞行肌中AST基因的表达量在1日龄最高。本研究对进一步揭示黏虫AST基因对JH调控作用,明确黏虫JH调控迁飞和生殖的相关的分子调控机制具有重要意义。     

粘虫脂动激素基因MsepAKH1的克隆与成虫期表达模式分析

为明确脂动激素基因AKH在粘虫Mythimna separata(Walker)能源代谢过程中的作用,采用RT-PCR和RACE技术克隆得到粘虫脂动激素基因MsepAKH1的cDNA全长,并通过实时荧光定量PCR技术测定该基因在成虫期的组织与发育阶段表达模式。结果表明,粘虫脂动激素基因MsepAKH1的cDNA序列全长为449 bp,GenBank登录号为KP979739.1,开放阅读框为207 bp,编码68个氨基酸,具有昆虫脂动激素基因家族典型的结构特征;预测该基因编码的MsepAKH1蛋白分子量为7.61 kD,等电点为8.46,MsepAKH1的氨基酸序列与烟草天蛾Manduca sexta、二化螟Chilo suppressalis、小菜蛾Plutella xylostella、棉铃虫Helicoverpa armigera、家蚕Bombyx mori的AKH氨基酸序列同源性较高。MsepAKH1基因在粘虫初羽化雌蛾不同组织间的表达量差异显著,主要在头部和飞行肌内表达,分别约为同日龄雌蛾脂肪体内表达量的15.4倍与8.1倍,在脂肪体、卵巢与中肠内的表达量显著降低。对不同日龄雌蛾头部和飞行肌内的表达量检测发现,在7日龄雌蛾头部和3日龄雌蛾飞行肌内的表达量分别显著高于其它日龄雌蛾相同组织中的表达量,分别约为初羽化雌蛾相同组织表达量的2.4倍与1.6倍。表明MsepAKH1基因的表达因粘虫雌蛾组织与日龄间的不同而呈现动态变化。     

黏虫生殖相关脂蛋白受体基因的克隆与时空表达分析

为明确脂蛋白受体（lipophorin receptor,LpR）在黏虫Mythimna separata生殖中的潜在作用,采用反转录PCR技术克隆黏虫的2个LpR基因cDNA序列,并采用实时荧光定量PCR技术分析其在黏虫雌虫不同发育时期和组织中的时空表达谱。结果表明,从黏虫中克隆得到的2个LpR基因分别命名为MsLpR-1和MsLpR-2,其开放阅读框分别为1 857 bp和1 935 bp,分别编码618个和644个氨基酸;且均具有LpR家族典型的5个结构特征,其区别位于表皮生长因子前体同源结构域和O-糖链连接结构域之间插入或缺失29个氨基酸。MsLpR-1和MsLpR-2基因在黏虫雌虫不同发育阶段均有表达,在5日龄雌成虫中的表达量最高,分别是1日龄雌蛹中表达量的2.70倍和3.72倍。2个LpR基因均在雌成虫卵巢和中肠中显著上调表达,其中MsLpR-1基因在卵巢和中肠中的表达量分别是头部表达量的67.28倍和222.15倍,而MsLpR-2基因在卵巢和中肠中的表达量分别是头部表达量的5.27倍和5.64倍,此外MsLpR-2基因还在脂肪体和胸部中显著上调表达,其表达量分别是头部表...     

细胞黏附蛋白NlPER1影响褐飞虱的存活与繁殖

为明确褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)细胞黏附蛋白(peroxinectin 1,NlPER1)在调控褐飞虱生长、发育及繁殖中的作用及其机理,通过克隆NlPER1基因的cDNA全长,分析NlPER1在褐飞虱不同组织和龄期中的表达谱,同时利用RNA干扰技术探究其生物学功能。结果显示,NlPER1包含1个1 560 bp的开放阅读框(open reading frame,ORF),编码519个氨基酸;预测该基因编码的蛋白分子量为58.9 kD,等电点为5.61,无分泌信号肽和跨膜区,具有亚铁血红素结合位点和Ca~(2+)结合位点。该基因在褐飞虱头部组织中的相对表达量最高,并显著高于其它组织;在5龄若虫和初羽化成虫中的相对表达量显著高于其它龄期;其转录水平不受球孢白僵菌Beauveria bassiana侵染的影响。沉默NlPER1不影响褐飞虱若虫体内的H_2O_2含量,但会导致褐飞虱若虫存活率、雌成虫蜜露分泌量及产卵量显著下降,分别只有dsGFP对照组的52.94%、69.86%和69.00%。表明NlPER1在褐飞虱生长发育、存活与繁殖中发挥着重要作用,但这些作用与清除褐飞虱体内的H_2O_2无关。     

沙葱萤叶甲热激蛋白基因GdHsp10a的克隆、分子特征与表达分析

为明确热激蛋白HSP10在沙葱萤叶甲Galeruca daurica生长发育过程中的作用,采用RTPCR及RACE技术克隆沙葱萤叶甲Hsp10基因cDNA的全长序列,采用生物信息学方法分析其序列特征,并利用qPCR技术对该基因在沙葱萤叶甲不同发育阶段、成虫羽化后不同时期以及不同温度下的表达谱进行分析。结果表明,克隆获得1条新的沙葱萤叶甲Hsp10基因,命名为GdHsp10a,GenBank登录号为MG460308,cDNA序列全长为526 bp,开放阅读框为333 bp,编码蛋白含110个氨基酸,预测分子量为11.97 kD,等电点为9.74;无信号肽及跨膜结构。同源比对及系统进化分析表明,GdHSP10a与光肩星天牛Anoplophora glabripennis HSP10亲缘关系最近,氨基酸序列一致性为53.15%。qPCR结果表明,GdHsp10a在沙葱萤叶甲各发育阶段均有表达,其中在卵期和成虫期的表达量显著高于幼虫期、预蛹期及蛹期;成虫羽化后不同时期表达量差异显著,25 d时表达量最高,其次为100、10和7 d时的表达量;温度对GdHsp10a表达量有显著影响,30℃下表达量最高,35℃下表达量次之,15、20、25及40℃下表达量最低且无显著差异。表明GdHsp10a可能在沙葱萤叶甲生长发育及成虫越夏中起着多重作用。     

柑橘大实蝇NPC2基因的序列分析和组织表达模式

柑橘大实蝇是柑橘上的重要害虫,主要为害柑橘果实。NPC2是一种小分子蛋白,参与了脊椎动物的脂质代谢,最近有研究表明,NPC2有着类似于昆虫气味结合蛋白的功能,参与了昆虫的化学通讯。为了明确NPC2基因在柑橘大实蝇成虫组织中的分布,本研究从柑橘大实蝇转录组中,鉴定了NPC2基因,命名为BminNPC2。通过生物信息学方法分析了该基因序列特征并构建了系统进化树,采用实时荧光定量PCR技术研究了BminNPC2基因在柑橘大实蝇成虫组织中的表达模式。结果表明:BminNPC2基因开放阅读框为456 bp,编码151个氨基酸,等电点为6.10,分子量大小为16.66 kD,含有6个半胱氨酸。BminNPC2基因在柑橘大实蝇头部(去掉触角)和腹部表达量最高。据此结果我们在文中对BminNPC2基因功能进行了简要讨论。     

黏虫保幼激素结合蛋白基因MsJHBP3生物学功能及对黏虫生长发育的影响

保幼激素结合蛋白（juvenile hormone binding protein,JHBP）是一类载体蛋白,与保幼激素（juvenile hormone,JH）结合形成复合体后将保幼激素运送到靶器官处调控昆虫的生长发育。本试验在黏虫Mythimna separata转录组中获得7条保幼激素结合蛋白基因,筛选获得一条经保幼激素诱导后高表达的保幼激素结合蛋白MsJHBP3(GenBank登录号：MZ577068),c DNA全长为839bp,开放读码框长度729bp,编码242个氨基酸,氨基酸等电点为5.35,分子量为27.02kDa。不同发育阶段研究表明,Ms JHBP3在蛹期表达量最高,2龄表达量最低。RNA干扰处理4龄幼虫后6 h基因抑制效率最好,达79.72%。干扰后虫体内保幼激素含量为对照的1.14倍;羽化率和化蛹率均较对照组显著降低,羽化率下降7.42%,化蛹率下降3.75%;Ms JHBP3干扰后转录组测序数据分析共获得212个差异基因,其中105个上调基因,107个下调基因,其中保幼激素甲基转移酶基因、保幼激素环氧水解酶基因、保幼激素酯酶基因均上调。本研究表明MsJHBP...     

黏虫保幼激素环氧水解酶基因MsJHEH2的克隆与生物学功能

保幼激素环氧水解酶（juvenile hormone epoxide hydrolase,JHEH）是调控保幼激素（juvenile hormone,JH）滴度的重要降解酶。本文在黏虫体内克隆得到一条具有EHN环氧水解酶超家族结构域的保幼激素环氧水解酶MsJHEH2基因cDNA序列（GenBank登录号：MT802192）,长度1533 bp,开放阅读框（ORF）为1389 bp,编码462个氨基酸,推测分子量和等电点分别为52.42 kDa和7.07。表达模式分析发现,MsJHEH2在黏虫各个龄期与组织中均有表达,其中在蛹期和中肠中表达量最高。RNA干扰处理4龄幼虫6 h后的基因沉默效率最高,为64.86%,此时黏虫体内JH滴度上升为对照的1.58倍。该基因沉默后对黏虫无明显致死作用,但导致其蛹历期延长、羽化率降低。本研究表明MsJHEH2可以通过调节JH含量进而影响黏虫生长发育进程。     

茶尺蠖脂肪酶合成基因EoL2的克隆和组织表达特征

昆虫脂肪酶可参与脂类消化、吸收和运输,并能介导植物的抗病虫功能。本研究通过茶尺蠖唾液腺转录组数据库发掘到该基因片段,采用RACE技术克隆获得了一条茶尺蠖脂肪酶合成基因序列,命名为Eo L2,并检测了其在茶尺蠖不同生育期及不同组织部位中的相对表达水平。研究结果表明,Eo L2的c DNA序列全长1310 bp,开放阅读框为1041 bp,编码一个包含346个氨基酸的蛋白,推测该蛋白相对分子量为37.96 k D,推测等电点(PI)为8.41,具有脂肪酶典型的GXSXG丝氨酸活性保守序列,其氨基酸序列与家蚕相似度最高,为57%。实时荧光定量PCR结果表明,Eo L2在卵中的表达量显著低于其它虫态;在1龄幼虫期的相对表达水平显著高于2~5龄;在成虫中的表达量显著高于蛹;在血淋巴中的表达量显著高于中肠、表皮、脂肪体和唾液腺。     

甜菜夜蛾中肠碱性磷酸酶alp2基因的克隆、表达及功能分析

为探究甜菜夜蛾Spodoptera exigua中肠碱性磷酸酶(alkaline phosphatase protein 2,ALP2)是否为Cry1Ac杀虫蛋白的受体,采用同源克隆和RACE技术克隆了编码alp2基因的完整c DNA序列,利用荧光定量PCR比较了甜菜夜蛾幼虫中肠不同龄期ALP2表达量的差异,利用Ligand blot方法检测了中肠ALP2与Cry1Ac杀虫蛋白的结合。结果表明,alp2基因序列全长1 629 bp(Gen Bank序列号为KP420013),编码542个氨基酸,预测在氨基酸序列N端包含1个由21个氨基酸组成的信号肽,在C端存在1个GPI修饰的锚定位点,且在整个氨基酸序列中存在多个糖基化修饰位点。在整个甜菜夜蛾幼虫期均有ALP2表达,但不同龄期的表达量差异显著,1龄幼虫期表达量最低,4龄幼虫期最高。Ligand blot方法检测结果表明原核表达的ALP2片段与活化的Cry1Ac杀虫蛋白可以结合。研究表明,甜菜夜蛾中肠的ALP2可能是Cry1Ac的受体之一。     

大草蛉雄虫卵黄原蛋白基因的鉴定和表达特征

为探索卵黄原蛋白基因对大草蛉雄虫生殖生理等活动的调节作用,利用PCR技术克隆了大草蛉卵黄原蛋白基因部分cDNA序列,采用生物信息学方法分析其序列特征,通过实时荧光定量PCR技术检测了该基因在不同发育阶段和不同组织的表达特征.结果表明,克隆到的卵黄原蛋白基因的cDNA长度为1501 bp,编码501个氨基酸,其预测的蛋白...     

烟粉虱MED隐种蜕皮激素受体基因cDNA克隆、转录与组织表达

蜕皮激素受体(ecdysone receptor,Ec R)是调控昆虫蜕皮、变态和生殖等过程中基因表达的重要调控因子。为研究Ec R在烟粉虱Bemisia tabaci生长发育中的作用,利用RT-PCR和RACE等技术扩增了烟粉虱MED隐种Ec R基因的c DNA全长序列,并利用实时荧光定量PCR技术检测其在烟粉虱不同发育时期相对表达量的变化。Bt Ec R c DNA序列全长2 844 bp,含有一个1 518 bp的开放阅读框,共编码505个氨基酸,预测蛋白分子量为56 k D,等电点为6.43,含有特殊结构功能域:DNA结合域(DBD_Ec R)和配体结合域(LBD_Ec R),该序列编码的蛋白质序列与其它已报道的昆虫Ec R蛋白序列具有很高的相似性,命名为Bt Ec R(Gen Bank登录号:KR534774)。Bt Ec R在MED隐种若虫、雌成虫各发育时期均有表达,若虫期在伪蛹前期达到最高值,成虫期呈现先升高后降低的趋势,且在羽化后第7天达到最高值,约为羽化第1天的23倍。研究结果为揭示Bt Ec R在烟粉虱整个生长发育过程中的作用提供了重要依据。     

黏虫热休克蛋白Hsp90基因的克隆及不同温度对其诱导反应

热休克蛋白是昆虫体内一种很重要的抗逆蛋白,Hsp90是热休克蛋白家族中的重要成员。本试验利用高通量测序法获得Hsp90的c DNA的全长序列,通过Real-time PCR探讨黏虫各龄期、组织和黏虫3龄幼虫受到不同高、低温胁迫不同时间的Hsp90基因的相对表达量。在黏虫体内得到Hsp90的c DNA全长序列(Gen Bank登录号MF773751)2422 bp,命名为Ms Hsp90,编码717个氨基酸,分子量约为82.576 ku,等电点是4.98,序列包含有Hsp90的保守序列,与鳞翅目夜蛾科的甜菜夜蛾、苜蓿夜蛾、斜纹夜蛾亲缘关系较近,且氨基酸序列相似性都在98%以上。Real-time PCR结果显示黏虫的不同发育阶段和组织中均有Ms Hsp90表达,其中2龄幼虫和后肠的相对表达量最高。40℃处理6 h的相对表达量最高,处理12、24、48 h时,20℃的相对表达量最高。上述分析可知,Ms Hsp90相对表达量的高低表明在黏虫不同组织,不同发育阶段和不同时间、温度处理中发挥的作用存在差异。     

转cry30Fa1水稻对褐飞虱NlHRP基因表达模式的影响

转cry30Fa1水稻（KF30-14）会显著控制褐飞虱Nilaparvata lugens (Stål)种群数量增长,但其影响机制尚不清楚。本研究利用相关转录组数据分析筛选获得了一个表达量有显著差异的基因NlHRP,并克隆了该基因。序列分析表明,NlHRP编码了一个富组氨酸蛋白,无保守结构域。通过实时荧光定量PCR检测羽化24、72、96 h的褐飞虱雌虫的NlHRP表达量,结果显示该基因在KF30-14褐飞虱实验种群中的表达量均高于MH86实验种群,且在羽化72 h时,达到显著差异;对羽化后72 h褐飞虱雌虫的头、胸、卵巢、中肠、脂肪体的NlHRP表达量检测发现,NlHRP在褐飞虱的头、胸、中肠表达量较高,其中KF30-14褐飞虱实验种群雌虫的NlHRP在头部表达量显著升高。推测NlHRP可能与褐飞虱适应转cry30Fa1水稻的抗性有关,该研究结果为揭示转cry30Fa1水稻抗褐飞虱的分子机制提供相关基础。     

棉铃虫 JNKs 基因的克隆及表达分析

c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase, JNK)是MAPK家族(mitogen-activated protein kinases, 丝裂原活化蛋白激酶)的重要成员, 具有参与昆虫抗逆反应等多种功能。为明确JNK在棉铃虫 Helicoverpa armigera 中的表达特性及其对Bt杀虫蛋白的应激与免疫反应, 本研究通过PCR克隆得到2个棉铃虫 JNK 基因 HaJNK1 和 HaJNK2; 生物信息学分析结果显示: HaJNK1和 HaJNK2基因开放阅读框分别为1 191、1 143 bp, 分别编码397、381个氨基酸。系统进化树分析结果表明棉铃虫 HaJNK1 与黏虫 Mythimna separata 聚为一支, 亲缘关系较近, HaJNK2与 家蚕 Bombyx mori 聚为一支, 同源性较高。利用实时荧光定量PCR技术分析 HaJNK1 与 HaJNK2 在棉铃虫不同发育时期、不同组织中的表达量, 发现 HaJNK1 与 HaJNK2 在卵中表达量最高, 其次是雌成虫; HaJNK1 在性腺中表达量最高, 其次是唾液腺; HaJNK2 在头部表达量最高, 其次是性腺。取食Cry1Ac的4龄棉铃虫幼虫的中肠组织中, HaJNK1 与 HaJNK2 的表达量均显著升高。推测 HaJNKs 基因可能参与棉铃虫抵御Bt杀虫蛋白伤害的应激和抗逆反应。     

对甜菜夜蛾高杀虫毒力苏云金杆菌菌株的筛选及cry2Ah5的克隆表达

利用生物活性测定方法从本实验室已分离保存的Bt菌株中筛选出了5株对甜菜夜蛾具有较高杀虫毒力的菌株。该5株Bt菌株对甜菜夜蛾初孵幼虫的LC₅₀值为0.556~0.914mg/mL胞晶混合物,其中GS3菌株杀虫活性最高,LC₅₀值为0.556mg/mL胞晶混合物;包含晶体形态主要是球形、大菱形、小菱形等;所含基因类型主要是cry1Aa、cry1Ab、cry1La、cry1Ia、cry1Ib、cry2Ab、cry2Ad、cry2Ah、cry7Ab、cry9Ba等;5株菌株均表达约60kD和130~150kD蛋白,其中2株还表达较弱的80kD蛋白。从GS3菌株中克隆得到一种新的cry2A基因,GenBank登录号为KT692984,由Bt基因国际命名委员会命名为cry2Ah5。该基因开放阅读框为1899bp,编码632个氨基酸,编码蛋白分子量为70.8kD,等电点pI为8.18,与其他Cry2Ah蛋白序列相似性为97%~99%。该基因在大肠杆菌BL21(DE3)中表达约70kD蛋白,与预测分子量相符。本研究筛选得到5株对甜菜夜蛾具有较高杀虫毒力的Bt菌株,克隆表达了一种新的cry2A基因cry2Ah5,为甜菜夜蛾的生物防治提供了新的菌株及基因资源。     

茶翅蝽非典型气味受体基因的克隆及其生物信息学特征和组织特异性表达分析

为明确茶翅蝽Halyomorpha halys的非典型气味受体（odorant receptor co-receptor，Orco）基因的生物信息学特征和组织特异性表达谱，采用Trizol法提取茶翅蝽成虫触角的总RNA，利用RTPCR技术克隆其Orco基因，使用生物信息学软件对茶翅蝽Orco蛋白进行跨膜区域预测、结构分析和系统发育分析，并采用实时荧光定量PCR技术测定Orco的组织表达谱。结果表明，克隆获得茶翅蝽Orco基因并命名为Hhal Orco，该基因的开放阅读框全长1 428 bp，编码475个氨基酸。Hhal Orco蛋白的二级结构中，α螺旋占34.11%，无规则卷曲占36.84%，延伸链占29.05%；其分子质量为53.49 kD，等电点为6.16，无信号肽，是非分泌蛋白；有7个跨膜区，是疏水性蛋白，疏水性系数的平均值为0.297；预测的Hhal Orco蛋白为对称亚基构成的同源四聚体。系统进化分析发现，Hhal Orco与同为半翅目的荔蝽Tessaratoma papillosa亲缘关系最近。qPCR检测结果显示，Hhal Orco基因主要在雌雄成虫的触角中表达，在成虫的头、胸、腹、足中仅有微量表达。     

烟粉虱内共生菌传毒相关groEL基因的克隆及其原核表达

 烟粉虱内共生菌groEL基因编码一种63kD的GroEL蛋白,利用一对特异性引物,通过PCR对长期培养在黄瓜上的烟粉虱体内groEL基因进行了扩增,序列测定表明其长度为1668bp,编码555个氨基酸,与GenBank中烟粉虱内共生菌groEL(AF130421)的核苷酸同源性为99.58%,仅7个核苷酸发生了变异,二者氨基酸序列同源性为99.28%,仅4个氨基酸有别。构建了一个原核表达载体,表达得到了76kD的融合蛋白