熊蜂抗冻蛋白基因序列分析及表达特性研究

[目的]本研究旨在探究熊蜂Bombus terriestris抗冻蛋白基因(Antifreeze protein,BtAFP)的序列特征和表达规律,为该基因功能的研究提供理论基础。[方法]利用多种生物信息学软件对BtAFP序列进行分析,并采用荧光定量PCR方法对熊蜂不同发育阶段、不同组织以及不同低温胁迫下的mRNA表达量进行检测。[结果]序列分析结果表明,BtAFP包含1 143bp的开放阅读框区域,编码380个氨基酸,理论蛋白分子量为38kDa。该蛋白包含信号肽结构但无跨膜结构域,其二级和三级结构主要为α螺旋,与鱼type-I型AFPs的结构相似。BtAFP基因的5’UTR区域包含1个启动子序列和多个与环境变化相关的转录因子。进化树分析结果表明,BtAFP与蜜蜂科昆虫抗冻蛋白亲缘关系最近,氨基酸序列一致性为74%。荧光定量PCR结果表明,BtAFP表达量在熊蜂不同的发育阶段和组织中存在显著差异(P0.05),BtAFP mRNA在熊蜂褐眼蛹期的表达量最高,该基因在熊蜂工蜂成虫触角、翅膀和足中的表达量较高。BtAFP的表达受低温胁迫的诱导,其在-20℃和0℃低温下分别持续20min、16h的mRNA表达量显著高于其它时间点(P0.05)。[结论]BtAFP基因在熊蜂生长发育和抵御寒冷时发挥着重要的生理作用,可作为熊蜂抗寒研究的候选基因。