温度胁迫下沙葱萤叶甲小热激蛋白基因GdHsp20.6的克隆及表达分析

为明确小热激蛋白在沙葱萤叶甲Galeruca daurica应对温度胁迫中的作用，采用PCR方法克隆沙葱萤叶甲小热激蛋白基因Hsp20（GdHsp20.6）完整的开放阅读框（open reading frame，ORF）序列，应用在线软件对GdHsp20.6基因进行生物信息学分析，通过原核表达技术诱导表达及纯化其编码蛋白，并通过实时荧光定量PCR（real-time quantitative PCR，RT-qPCR）技术分析不同温度胁迫下GdHsp20.6基因的表达量。结果显示，GdHsp20.6基因ORF序列长度为543 bp，编码180个氨基酸，预测分子量为20.6 kD，无跨膜区和信号肽。GdHsp20.6氨基酸序列有高度保守的α-结构域。GdHsp20.6氨基酸序列与其它鞘翅目昆虫的Hsp20氨基酸序列有较高的一致性，其中与花绒寄甲Dastarcus helophoroides的Hsp20.99氨基酸序列的一致性最高，为63%。GdHsp20.6基因在大肠杆菌Escherichia coli BL21（DE3）细胞系中成功表达，经异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷（isopropyl-β-d-thiogalactoside，IPTG）诱导后GdHsp20.6蛋白成功表达，十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis，SDS-PAGE）和Western-blot分析表明融合蛋白大小与预测大小一致，并纯化获得了纯度较高的目的蛋白GdHsp20.6。低温（-10~5℃）和高温（35~40℃）处理1 h以及处理后25℃恢复30 min均能诱导GdHsp20.6基因表达上调，并且0℃处理30~120 min也能诱导GdHsp20.6基因表达上调。表明GdHsp20.6基因在沙葱萤叶甲应对低温和高温胁迫中可能起着重要作用。