苜蓿实夜蛾几丁质脱乙酰基酶基因cDNA序列的克隆与序列分析

几丁质脱乙酰基酶(CDA)在昆虫几丁质代谢中具有重要作用.本研究以苜蓿实夜蛾5龄幼虫虫体为材料提取总RNA,利用RT-PCR和RACE技术,扩增得到该虫CDA基因的cDNA序列.该序列含有1 984个碱基,包括1个1 626个碱基的开放阅读框,编码一个含541个氨基酸的蛋白,分子量约为61.86 ku.克隆基因推导的氨基酸序列具有几丁质脱乙酰基酶典型的3个功能区,分别是几丁质结合区(47～103),催化区(199～355),低密度脂蛋白受体区(124～158).序列比对表明,克隆的苜蓿实夜蛾CDA与其他昆虫的CDA在核苷酸和氨基酸水平上的一致性存在较大差异.苜蓿实夜蛾CDA的氨基酸序列与棉铃虫CDA(GQ411189)一致性达到98%,而与另外3种昆虫粉纹夜蛾CDA(AY966402)、蓓带夜蛾CDA(EU660852)和棉铃虫CDA(GQ411190\GQ411191\EF600051)氨基酸序列间的一致性只有36%～38%,属于两类CDA类群中的一类.基因的cDNA序列已经登录GenBank并获得登录号GU1188855.     

甜菜夜蛾SeCDA8的基因克隆、蛋白表达及几丁质结合活性分析

几丁质脱乙酰酶（chitin deacetylase,CDA）能催化几丁质脱乙酰化产生壳聚糖,在几丁质降解过程中发挥着重要作用。本研究通过分析甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）转录组得到编码甜菜夜蛾几丁质脱乙酰酶的全长CDS序列,命名为SeCDA8（GenBank登录号为OL689577）,其开放阅读框为1158 bp,编码385个氨基酸。NCBI Blast和系统进化分析表明其属于肠道特异CDA蛋白,与斜纹夜蛾CDA相似度最高。成功构建原核重组表达载体pET30a-SeCDA8,转化大肠杆菌,经超声破碎后在沉淀中表达45 kD的重组蛋白。重组SeCDA8蛋白的几丁质结合活性分析结果显示,SeCDA8蛋白与再生几丁质的结合活性较高于胶体几丁质,但均较弱。qRT-PCR分析显示,SeCDA8在前肠和中肠前部高表达,推测其可能与围食膜形成有关。通过探究甜菜夜蛾几丁质脱乙酰酶SeCDA8蛋白的几丁质结合活性和组织定位,为更加深入地探究第Ⅴ类CDA的生理功能提供了重要的理论依据。     

棉铃虫表皮蛋白基因的克隆、序列及表达分析

昆虫表皮蛋白能帮助昆虫抵御外界不良环境,在昆虫的生长发育中起重要作用。基于棉铃虫Helicoverpa armigera（Hübner）转录组数据信息克隆获得表皮蛋白基因的cDNA序列,通过Real-time PCR探讨棉铃虫各龄期和组织表皮蛋白的相对表达量。在棉铃虫体内得到HACPFL67 cDNA开放阅读框（KP072002）612 bp,命名为HACPFL67,编码204个氨基酸,分子量约为20.892 kDa,等电点7.275,序列包含有表皮蛋白的保守序列,与鳞翅目夜蛾科昆虫烟芽夜蛾Heliothis virescens和斜纹夜蛾Spodoptera litura等亲缘关系较近,与烟芽夜蛾氨基酸序列相似性高达83%。棉铃虫HACPFL67在不同发育阶段和组织中表达存在很大差异,其中4龄幼虫在各个发育阶段表达最高。综上所述,棉铃虫HACPFL67相对表达量在不同组织和发育时期存在一定差异。     

暗黑鳃金龟几丁质脱乙酰酶HpCDA5基因的细胞表达及活性分析

cDNA文库免疫筛选到编码暗黑鳃金龟幼虫几丁质脱乙酰酶HpCDA5基因,序列分析表明HpCDA5含有1个几丁质脱乙酰酶结构域,属于Group V类CDA蛋白。构建重组杆状病毒表达载体pFastBac-HpCDA5,转染昆虫细胞sf9,Western blot分析表明HpCDA5在昆虫细胞sf9中成功表达42 kDa的蛋白。利用qRT-PCR方法分析HpCDA5基因组织表达,结果显示HpCDA5基因在中肠中表达最高,为中肠特异表达蛋白。几丁质结合活性表明HpCDA5蛋白只能被强洗脱剂洗脱,具有很强的几丁质结合活性。本研究通过对暗黑鳃金龟几丁质脱乙酰酶HpCDA5的生化特性研究,为进一步明确HpCDA5的生理功能提供理论依据,并为以HpCDA5蛋白为靶标的暗黑鳃金龟生物防治提供支撑。     

小地老虎2种不同类型肌动蛋白基因的克隆与序列分析

本研究以鳞翅目夜蛾科昆虫小地老虎［Agrotis ipsilon（Hüfnagel）］3龄幼虫整个虫体为材料提取总RNA,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术（RACE）,分别扩增得到2条肌动蛋白的cDNA序列Aiactin1和Aiactin2。GenBank数据库搜索及序列比对结果表明,克隆的2条肌动蛋白基因应属于2种不同类型的肌动蛋白,Aiactin1为肌肉特异型肌动蛋白,Aiactin2为细胞质特异型肌动蛋白。Aiactin1的cDNA序列含有1 469个碱基,Aiactin2的cDNA序列含有1 408个碱基。2条基因的cDNA序列均包括一个1 131个碱基的开放阅读框,编码一个含376个氨基酸的蛋白。Aiactin1肌动蛋白分子量约为41.77 ku,等电点5.22;Aiactin2肌动蛋白分子量约为41.83 ku,等电点5.47。Prosite软件分析结果表明,Aiactin1和Aiactin2肌动蛋白氨基酸序列中都存在3个肌动蛋白特征片段。2个基因的cDNA序列已经登录GenBank并获得登录号。     

黏虫体内两种微管蛋白基因cDNA序列的克隆与序列分析

以黏虫4龄幼虫为材料提取总RNA,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),分别扩增得到该虫的α和β微管蛋白基因的cDNA序列各1条。其中α微管蛋白基因的cDNA序列1 443个碱基,包括一个1 353个碱基的开放阅读框,编码一个含450个氨基酸的蛋白,分子量约为50.0ku。氨基酸的142~148位存在一个微管蛋白标志信号片段GGGTGSG,在氨基酸序列的C-端有一个酪氨酸残基,N-端存在一个对转录后调控非常重要的保守区MRECI序列,以上特点与其他昆虫α微管蛋白氨基酸序列相同。黏虫β微管蛋白基因cDNA序列含1 906个碱基,开放读码框1 344个碱基,编码氨基酸447个,分子量约为50.2ku,等电点4.75。1~4个氨基酸MREI为β微管蛋白转录后调控信号,140~146GGGTGSG位同样存在一个微管蛋白标志信号片段。序列比对表明,克隆的α和β微管蛋白基因与其他昆虫的α和β微管蛋白基因在核苷酸和氨基酸水平上都是高度同源的,黏虫与家蚕(Bombyx mori)α微管蛋白的氨基酸序列同源性达到99.3%,与其他3种夜蛾科昆虫α微管蛋白的氨基酸序列同源性更是达到100%。黏虫与家蚕β微管蛋白的氨基酸序列同源性达到98.7%,与烟草天蛾β微管蛋白的氨基酸序列同源性达到99.6%。两个基因的cDNA序列已经登录GenBank并获得登录号分别为EU100016和EU234504。     

苜蓿夜蛾hsp90基因cDNA序列的克隆与表达研究

热休克蛋白(heat shock proteins,HSPs)是生物体适应外界不良环境条件的关键蛋白。热休克蛋白90(HSP90)是HSP家族的重要成员。本试验以苜蓿夜蛾为材料提取虫体总RNA,利用RT-PCR和RACE技术,扩增得到hsp90基因全长cDNA序列,命名为Hvhsp90(GenBank登录号KF636495)。该序列含有2 472个碱基,包括一个2 154个碱基的开放阅读框,编码一个含717个氨基酸的蛋白,分子量约为82.5ku,等电点为4.97,且含有5个标签序列及胞质特征序列MEEVD,推导的氨基酸序列与鳞翅目其他昆虫HSP90相似性85%~99%之间。RTPCR结果表明,该基因在苜蓿夜蛾不同发育时期和不同组织均有mRNA水平的特异性表达。该基因在大肠杆菌表达系统中进行了诱导表达,经SDS-PAGE和Western blot检测结果表明,HvHSP90能够高效表达,并与预测的融合蛋白分子量相符。     

粘虫过氧化物酶MsPOD基因的克隆及不同温度胁迫的诱导效应

过氧化物酶（POD）是昆虫体内一种很关键的抗氧化酶,在维持昆虫体内氧化还原的动态平衡及保护昆虫免受氧化损伤方面起到重要的作用。本试验通过转录组测序方法获得一条粘虫过氧化物酶基因的cDNA序列,该序列命名为MsPOD（GenBank登录号：MH606240）。该序列全长2433 bp,开放阅读框长度为2061 bp,编码686个氨基酸组成的多肽,分子量约76.1 ku,等电点5.68,具有1个标志性的动物亚铁血红素过氧化物酶细胞粘附蛋白结构域。氨基酸序列比对表明,MsPOD的氨基酸序列与鳞翅目夜蛾科其他昆虫亲缘关系较近,其中与棉铃虫POD氨基酸序列同源性最高,达92%。基因表达水平研究发现,MsPOD基因在不同发育阶段和不同组织中差异表达,在蛹期和唾腺中表达量最高。温度梯度诱导后,MsPOD基因在不同时间点的表达量具有显著差异,经35℃下12 h处理后表达量最高。研究结果为进一步研究过氧化物酶在昆虫体内的保护性作用以及利用该基因进行分子设计来防治粘虫奠定理论基础。     

甜菜夜蛾几丁质脱乙酰酶1(SeCDA1)在毕赤酵母中的表达与活性测定

利用RACE-PCR方法,扩增得到编码甜菜夜蛾几丁质脱乙酰基酶基因secda1。将secda1基因插入到载体p PIC9K多克隆位点,转化大肠杆菌JM109感受态细胞,得到重组质粒p PIC9K-secda1。重组质粒经线性化后,电击转化缺陷性毕赤酵母GS115感受态细胞,构建含有目的基因的重组酵母菌株。经甲醇诱导表达,Western blot分析后表明secda1基因在毕赤酵母GS115中成功表达80 k Da蛋白。脱乙酰基酶活性测定结果显示重组蛋白酶活力为1.35 U/m L。利用RT-PCR对该基因进行m RNA水平上的表达分析,结果表明secda1在幼虫取食期的头、表皮、中肠、马氏管、脂肪体及蛹期虫体均有表达;本研究利用毕赤酵母成功表达具有酶活力的重组Se CDA1蛋白,为进一步明确Se CDA1蛋白的生理功能提供条件,并为以Se CDA1蛋白为靶标更有效地防治甜菜夜蛾提供理论依据。     

球孢白僵菌SJ-05几丁质酶基因的克隆与序列分析

几丁质酶在昆虫真菌侵染寄主过程中起着重要的作用。本文对采自内蒙古准格尔旗沙棘木蠹蛾的球孢白僵菌菌株SJ-05进行了几丁质酶的基因分析,从中克隆了几丁质酶Bbchit基因,得到了重组质粒pMD19-T/chit。测序结果表明,Bbchit基因核苷酸序列阅读框架全长为1047 bp,编码348个氨基酸,推测分子量为36.924 ku,等电点为5.94。氨基酸序列比对结果表明,与球孢白僵菌Bb0062菌株（AAN41259.1）的氨基酸序列相似性最高,为99.71%。     

几丁质脱乙酰酶的生物学功能、三维结构及其抑制剂的研究进展

由于农用化学品存在靶标有限性和耐药性等问题,新靶标的开发成为农药研发的重中之重。几丁质是昆虫表皮和真菌细胞壁的主要组成成分,具有重要的生物学功能。几丁质脱乙酰酶(chitin deacetylase, CDA)可将几丁质脱乙酰化为壳聚糖,这一过程除了影响昆虫体壁和真菌细胞壁的形成外,还可调控昆虫的生长发育或决定病原菌的致病性。越来越多的研究表明,CDA有望成为新农药创制的候选靶标。本文介绍了CDA作为作物保护潜在靶标的研究进展,主要综述了当前不同来源CDA的生化功能、晶体结构、酶与底物的结合模式和以及近年来已报道的以CDA为靶标的抑制剂的研究进展,可为以几丁质脱乙酰酶为靶标的抑制剂的筛选以及新型农药的开发提供指导。     

枯草芽孢杆菌XF-1中脱乙酰几丁质酶在大肠杆菌中的表达及其抑茵活性

根据脱乙酰几丁质酶同源基因序列设计引物,扩增、克隆和测序了枯草芽孢杆菌Bacillussubtilis菌株XF-1的脱乙酰几丁质酶基因（CSrlo该基因编码区为834bp,编码由277个氨基酸组成的约30kD的蛋白质,其基因序列与枯草芽孢杆菌菌株B168的脱乙酰几丁质酶基因的相似性达到99％,氨基酸序列相似性为98％,在第19、47、60、256和257位的氨基酸发生了变化,分别由异亮氨酸代替了菌株B168脱乙酰几丁质酶中的甲硫氨酸、缬氨酸代替了谷氨酸、苏氨酸代替了异亮氨酸、天冬氨酸代替了谷氨酸、赖氨酸代替了天冬酰胺。菌株xF一1对稻瘟病菌Magnaportheoryzae和芸薹根肿菌Plasmodiophorabrassicae有抑制作用,而菌株B168没有。菌株xF－1和B168的CSFI基因在大肠杆菌Escherichiacoli中的表达产物均具有脱乙酰几丁质酶活性,但前者的表达产物对稻瘟病菌及芸薹根肿菌具有抑制作用,而后者没有。表明脱乙酰几丁质酶是xF－1抑制根肿病作用机制之一,且上述5个氨基酸替代可能与抑菌机制有关。     

家蚕几丁质脱乙酰基酶BmCDA7的纯化与生化性质

几丁质脱乙酰基酶是几丁质修饰关键酶,在昆虫几丁质组装过程中发挥重要作用,是潜在的绿色农药靶标。课题组近期研究发现家蚕中肠3个几丁质脱乙酰基酶中,BmCDA7对围食膜几丁质具有最高活性,在进食期高表达,可能参与该时期围食膜形成。本研究通过进一步优化分离纯化条件,建立了金属螯合层析和阴离子交换层析两步分离纯化方法,获得了高纯度的BmCDA7重组蛋白。采用SDS-PAGE结合Calcofluor White M2R显色定性确定了BmCDA7对底物乙二醇几丁质的催化活性。通过测定催化反应过程中释放的乙酸量,确定了BmCDA7的最适反应条件、稳定性及底物选择性。BmCDA7催化反应最适温度为60℃,最适pH为8.0,在温度低于60℃以及中性、偏碱性条件下较为稳定。此外,BmCDA7对乙二醇几丁质、胶体几丁质的酶活力分别为2.9926和0.4270 μmol/（min·μmol）,而对高结晶度的α-几丁质和β-几丁质无活力。这些结果丰富了昆虫几丁质脱乙酰基酶的生物化学基础研究。     

棉铃虫Nanchung基因的全长cDNA克隆及序列分析

昆虫的Nanchtmg(Nan)基因是瞬时感受器电位香草素受体亚家族(transient receptor potential vanilloid,TRPV)通道蛋白的编码基因.有研究证实,Nan基因的缺失会造成昆虫听觉的完全丧失[1].目前,仅少数昆虫的Nan基因全序列被克隆[2-3].作者利用反转录-多聚酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增技术(RACE)对棉铃虫Nan基因完整的cDNA进行了克隆、序列分析和同源性比较.     

禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)纤维素结合 蛋白基因(Ha-cbp-1)的克隆和序列分析

 禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)是中国小麦上的重要病原线虫。纤维素结合蛋白基因是一种重要的植物线虫寄生和致病相关基因。用同源克隆的方法从禾谷孢囊线虫寄生前二龄幼虫中克隆出一种纤维素结合蛋白新基因Ha-cbp-1（GenBank 注册号GQ178086）cDNA序列。Ha-cbp-1基因cDNA包含1个开放阅读框,编码131个氨基酸残基的蛋白质,预测蛋白由1个长度为18氨基酸残基的信号肽和1个纤维素结合区域（CBD）组成。Ha-cbp-1的基因组DNA序列含有2个内含子。预测的禾谷孢囊线虫纤维素结合蛋白（HA-CBP-1）序列与大豆孢囊线虫纤维素结合蛋白（HG-CBP-1）序列有60%的同一性和76%的相似性,与甜菜孢囊线虫纤维素结合蛋白（HS-CBP-1）序列有60%的同一性和75%的相似性。本研究首次从禾谷孢囊线虫中成功克隆出CBP蛋白基因。     

耐草甘膦菜豆耐性分子学机理研究

用耐性菜豆根尖为材料，以λgt10为载体获得了4.8×105个重组噬菌体的cDNA文库。以植物EPSP合成酶基因保守序列合成二段探针，经噬菌体原位杂交筛选出了阳性克隆，并进行了酶切鉴定。测定 cDNA 序列长度为2024个核苷酸，其中编码长1569个核苷酸，共编码523个氨基酸和一个终止密码子，与已发表的其它植物成熟EPSP合成酶氨基酸序列相比具有很高的同源性（≥84.8%），但进入叶绿体运输肽的氨基酸同源性低。以耐性菜豆EPSP合成酶的cDNA序列为模板，用RT-PCR方法扩增感性菜豆EPSP合成酶cDNA片段，并克隆于pUC18质粒上，经测定序列并比较发现:感性菜豆EPSP合成酶cDNA核苷酸序列1737位碱基为G，而耐性的为C，从而表达出的513位氨基酸残基感性的为E，耐性的为Q，表明两种菜豆EPSP合成酶cDNA核苷酸序列一位点的差异是它们对草甘膦耐性不同的原因。     

木霉几丁质酶及其基因的研究进展

现已报道8种木霉的39个几丁质酶基因,其中22个为42kD内切酶基因.这些42kD内切酶基因的核苷酸序列及其编码的前体蛋白的氨基酸序列极为相似.42kD几丁质酶基因开放阅读框一般有3个内含子,前体蛋白一般有约22AA的信号序列,引导输出.成熟蛋白具有催化域、磷酸化域和耱基化域.基因的表达是诱导型的,受几丁质及真菌几丁质细胞壁的强诱导,受代谢物阻遏.转入植物的木霉几丁质酶基因可正确表达.本文就木霉生防菌株几丁质酶及其基因克隆、几丁质酶基因结构和功能、几丁质酶基因的表达和调控,以及木霉几亍质酶的生防应用前景等几方面进行了综述.     

甜菜夜蛾三个60S核糖体蛋白基因的获得与序列分析

核糖体是生物细胞内的蛋白质合成场所,核糖体蛋白除了参与组装核糖体的大小亚基之外,在生物体内还行使其它功能。本研究以甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫整体的cDNA为模板,扩增得到了甜菜夜蛾60S核糖体蛋白L6、L7和L10的cDNA序列SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10。SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10的开放读码框分别为819bp、807bp和660bp,分别编码272、268和219个氨基酸。其中SeRPL7中包含一段由27个氨基酸构成的信号肽序列,SeRPL10中有一个预测的抗生素结合位点。通过NJ进化树构建及与其它昆虫相应的核糖体蛋白比较,发现这三个基因都具有高度的保守性,SeRPL7和SeRPL10氨基酸序列与许多昆虫相应蛋白的同源性都超过了70%。     

甘蓝夜蛾CYP9A90基因的克隆及溴氰菊酯对其诱导表达

P450 CYP9A家族基因与昆虫对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性相关。为证实溴氰菊酯对甘蓝夜蛾CYP9A基因的诱导效果,本研究采用RT-PCR和RACE技术克隆获得甘蓝夜蛾CYP9A基因,real-time PCR检测该基因在甘蓝夜蛾不同组织中的表达差异及溴氰菊酯处理甘蓝夜蛾5龄幼虫不同时间后该基因相对表达量变化,研究结果可为甘蓝夜蛾对溴氰菊酯的抗性治理提供依据。结果表明:克隆得到甘蓝夜蛾CYP9A基因cDNA全长序列,该序列包含1 828bp,包括1个125bp的5′非编码区,1个104bp的3′非编码区和1个1 599bp的开放阅读框,编码532个氨基酸,分子量约为61.1kDa,等电点为8.84,GenBank登录号为KR676343,被国际P450命名委员会命名为CYP9A90。Real-time PCR分析结果表明,该基因在甘蓝夜蛾5龄幼虫6个组织中表达情况不同,其中在脂肪体中表达量最高。低剂量溴氰菊酯作用后不同时间点CYP9A90mRNA总体呈现诱导表达趋势。