桔小实蝇14-3-3基因的克隆和表达谱分析

【目的】克隆桔小实蝇14-3-3蛋白的基因(Bactrocera dorsalis14-3-3,Bdor14-3-3),研究Bdor14-3-3mRNA在不同组织和不同发育时期的表达情况,探索其是否参与了桔小实蝇的发育过程。【方法】采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆Bdor14-3-3;采用实时荧光定量PCR(real-time PCR)方法,研究Bdor14-3-3 mRNA在桔小实蝇不同组织及不同发育时期的相对表达量。【结果】克隆获得了Bdor14-3-3基因,其编码区长度为747 bp,编码248个氨基酸残基。氨基酸序列一致性分析表明,在昆虫纲中,桔小实蝇与刺舌蝇14-3-3蛋白的序列一致性最高,为98.8%,与豌豆蚜的序列一致性最低,为85.4%。实时荧光定量PCR分析表明,Bdor14-3-3 mRNA在桔小实蝇不同组织和发育时期都有表达;在雌虫头(去除触角)和翅中的相对表达量均较高,分别是触角的1.39和1.44倍;在雄虫胸和后足中的相对表达量均较高,分别是前足的1.28和1.23倍。在蛹的早期发育过程中Bdor14-3-3 mRNA表达量逐渐升高,到7 d蛹期相对表达量达到最高峰,是10 d蛹的4.91倍。【结论】克隆获得了Bdor14-3-3基因,其表达的14-3-3蛋白可能参与了桔小实蝇的变态发育过程,尤其在蛹的发育过程中Bdor14-3-3可能发挥着重要作用。     

大灰象甲非典型气味受体基因SvelOrco的克隆及组织表达谱分析

旨在克隆大灰象甲Sympiezomias velatus的Orco基因，明确其分子特征及其组织表达谱。通过分析成虫触角转录组数据并利用RT-PCR克隆出大灰象甲Orco基因，对大灰象甲Orco蛋白进行结构分析和系统发育分析，并采用qPCR测定Orco基因在大灰象甲成虫不同组织中的表达量。克隆获得大灰象甲Orco基因并命名为SvelOrco(GenBank登录号：OM417062),其开放阅读框长1 449 bp,编码482个氨基酸。预测SvelOrco蛋白的分子质量为53.49 ku,等电点为5.66,主要由α-螺旋和无规则卷曲组成，有7个跨膜结构域。系统发育分析表明大灰象甲与云杉八齿小蠹Ips typographus亲缘关系最近。qPCR结果显示：SvelOrco主要在大灰象甲成虫触角上表达，雄虫触角表达量最高，是雌虫触角表达量的1.22倍，SvelOrco在翅部也有少量表达，在头、胸、腹和足的表达量极低。     

烟夜蛾气味受体OR18基因克隆及组织特异性表达

应用RT-PCR和实时荧光定量PCR技术,从烟夜蛾雄虫触角中克隆气味受体目的基因,分析鉴定了其在烟夜蛾不同组织的特异性表达情况.序列分析结果表明,目的基因为新的烟夜蛾气味受体基因,命名为HassOR18(GenBank登录号:HM750915).该基因阅读框架全长1 197 bp,编码398个氨基酸,推测编码蛋白质的相对分子质量为46.6 kD,等电点为5.82.氨基酸序列比对表明,烟夜蛾气味受体HassOR18与其他夜蛾科昆虫OR18的氨基酸序列一致性均达80％以上.实时荧光定量PCR结果显示,HassOR18仅在雌雄虫触角中和雌虫喙内表达,而且在雄虫触角内的表达量远高于在雌虫触角和喙内的表达量,推测该基因可能参与性信息素的识别.     

斜纹夜蛾蛋白二硫键异构酶基因的发育表达分析

[目的]分析斜纹夜蛾蛋白二硫键异构酶基因(SlitPDI)的序列特征和发育表达模式,为解析SlitPDI蛋白在斜纹夜蛾生长发育过程中的生理功能提供依据.[方法]采用DNASTAR对SlitPDI基因序列特征和进化关系进行分析,并以实时荧光定量PCR研究SlitPDI基因在斜纹夜蛾2龄、4龄、6龄幼虫及蛹和新羽化雌、雄成虫共6个不同发育时期的相对表达量.[结果]SlitPDI基因编码494个氨基酸,预测该蛋白分子量约55.3 kD,理论等电点(pI)为4.52.氨基酸序列分析结果表明,SlitPDI蛋白序列具有PDI家族的典型特征:在序列的N端及C端均具有二硫键/巯基氧化还原位点-CGHC-.系统发育进化树分析结果表明,SlitPDI蛋白与意大利蜜蜂(Apis mellifera)的PDI蛋白序列一致性最低,为50.2%;与家蚕(Bombyx mori)的PDI蛋白序列一致性最高,为83.4%.斜纹夜蛾不同发育时期的实时荧光定量PCR分析结果表明,SlitPDI基因在4龄幼虫中的表达量最高,其表达量是基准含量2龄幼虫的1.27倍;在刚羽化雌、雄成虫的表达量也较高,分别为基准含量2龄幼虫的1.03和1.12倍.[结论]SlitPDI蛋白属于I类PDI家族蛋白,SlitPDI基因在斜纹夜蛾4龄幼虫和新羽化成虫中的表达量相对较高.     

桔小实蝇14-3-3基因的克隆和表达谱分析

【目的】克隆桔小实蝇14-3-3蛋白的基因（Bactrocera dorsalis 14-3-3,Bdor 14-3-3）,研究Bdor 14-3-3 mRNA在不同组织和不同发育时期的表达情况,探索其是否参与了桔小实蝇的发育过程。【方法】采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆Bdor 14-3-3;采用实时荧光定量PCR（real-time PCR）方法,研究Bdor 14-3-3 mRNA在桔小实蝇不同组织及不同发育时期的相对表达量。【结果】克隆获得了Bdor 14-3-3基因,其编码区长度为747 bp,编码248个氨基酸残基。氨基酸序列一致性分析表明,在昆虫纲中,桔小实蝇与刺舌蝇14-3-3蛋白的序列一致性最高,为98.8%,与豌豆蚜的序列一致性最低,为85.4%。实时荧光定量PCR分析表明,Bdor 14-3-3 mRNA在桔小实蝇不同组织和发育时期都有表达;在雌虫头（去除触角）和翅中的相对表达量均较高,分别是触角的1.39和1.44倍;在雄虫胸和后足中的相对表达量均较高,分别是前足的1.28 和1.23倍。在蛹的早期发育过程中Bdor 14-3-3 mRNA表达量逐渐升高,到7 d蛹期相对表达量达到最高峰,是10 d蛹的4.91倍。【结论】克隆获得了Bdor 14-3-3基因,其表达的14-3-3蛋白可能参与了桔小实蝇的变态发育过程,尤其在蛹的发育过程中Bdor 14-3-3可能发挥着重要作用。     

桔小实蝇丝氨酸蛋白酶基因（BdorSer）的克隆与表达分析

【目的】克隆桔小实蝇丝氨酸蛋白酶基因（Bactrocera dorsalis serine protease,BdorSer）,研究BdorSer在不同组织和不同发育时期的表达情况,探索其可能参与的生理过程。【方法】采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和快速扩增cDNA末端(RACE)技术克隆BdorSer,对其编码蛋白氨基酸序列信息和进化关系进行分析;采用实时荧光定量PCR（real-time PCR）方法,研究BdorSer mRNA在桔小实蝇不同组织及不同发育时期的相对表达量。【结果】克隆获得了BdorSer,该基因ORF全长1 239 bp。氨基酸序列一致性分析表明,BdorSer与拟暗果蝇（Drosophila pseudoobscura）丝氨酸蛋白酶（登录号XP_001352960）氨基酸序列的一致性最高,为65.8%。实时荧光定量PCR分析表明,BdorSer mRNA在桔小实蝇雌雄虫的不同组织中都有表达,且在触角中的表达量最高,分别是雌虫胸部的43.6和26.8倍。BdorSer mRNA在生殖节中表现出较大的性别差异表达特征,雄虫生殖节中的mRNA表达量是雌虫的18.25倍。BdorSer mRNA几乎在昆虫发育的各个时期都有表达,其中在卵及1,2,3龄幼虫中的表达量分别是10 d 蛹的 0.68,1.63,4.31和15.8倍。BdorSer mRNA随蛹的发育其表达量逐渐减低,1,4,7 d蛹中的表达量分别是10 d蛹的325,125和41倍。【结论】克隆获得了BdorSer,其表达的BdorSer蛋白可能在雄虫的生殖生理中发挥了作用,同时也可能参与了桔小实蝇的变态发育过程,尤其是1 d蛹的发育过程。     

甜菜夜蛾触角气味受体基因OR18的克隆和表达定位

【目的】从甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）成虫触角中克隆气味受体基因,研究受体基因在虫体不同组织和触角不同感受器中的表达分布,从而探讨受体基因的功能。【方法】通过PCR结合RACE技术克隆气味受体基因的全长序列,利用实时定量PCR检测其在不同组织中的表达,采用原位杂交确定其在触角不同感受器中的分布。【结果】通过同源克隆的方法从甜菜夜蛾触角中获得1条740 bp的基因片段,通过RACE技术获得全长序列并命名为SexiOR18（GenBank登录号JN873314）。SexiOR18 cDNA全长1 618 bp,开放阅读框长度为1 194 bp,编码398个氨基酸。序列比对和进化树分析结果显示SexiOR18与其它鳞翅目昆虫尤其是夜蛾科昆虫的OR18具有很高的相似性。实时定量PCR检测结果显示,SexiOR18主要在成虫触角中表达,且在雌虫中的表达量显著高于雄虫,SexiOR18在成虫其它组织和幼虫触角中无明显表达。原位杂交结果显示,SexiOR18主要在毛形感器和锥形感器下表达,而在腔锥形感器和刺形感器下没有表达。【结论】SexiOR18在感受性信息素和普通气味的毛型感器和锥形感器中都有分布,推测其可能参与了性信息素和普通气味分子的识别。     

桔小实蝇takeout基因的克隆和序列分析及时空表达

采用RT-PCR及RACE技术克隆了桔小实蝇(Bactrocera dorsalis(Hendel))takeout基因的cDNA全长序列,命名为BdorTO。测序结果表明:BdorTO开放阅读框全长747 bp,编码248个氨基酸,相对分子质量约为28.15×103,等电点为5.29。Signal P软件分析表明,该蛋白N端具21个氨基酸的信号肽,为分泌型蛋白。氨基酸序列比对表明,BdorTO蛋白与其他昆虫TO蛋白的序列一致性较低,其中与刺舌蝇(Glossina morsitans)的序列一致性最高,一致性值为48.6%。荧光定量PCR分析表明,BdorTO在触角中的表达量最高,推测BdorTO可能参与了桔小实蝇嗅觉感受过程;在雄虫生殖节中的表达量明显高于雌虫生殖节,提示BdorTO可能与桔小实蝇雄虫的生殖生理过程密切相关。     

豌豆蚜温度受体基因Painless的克隆及时间和组织表达

【目的】从豌豆蚜（Acyrthosiphon pisum）触角中克隆候选的温度受体基因--Painless,分析该基因所编码的蛋白结构特点,研究该基因在昆虫不同发育时期和不同组织中的表达谱,探讨该基因的功能。【方法】通过生物信息学的方法,使用果蝇（Drosophila melanogaster）Painless从豌豆蚜基因组数据库AphidBase中预测ApisPainless的假定全长序列,之后根据预测得到的假定全长序列,使用Primer premier 5.0 设计全长引物,使用RT-PCR方法从豌豆蚜触角cDNA中克隆ApisPainless的全长序列,并应用DNAMAN软件对预测序列与克隆序列进行比对,确定克隆序列与预测序列一致后,使用在线工具SMART（simple modular architecture research tool）对克隆得到的ApisPainless蛋白结构进行预测,分析其序列N端的锚蛋白重复序列及跨膜域,通过使用在线比对软件Clustal Omega对ApisPainless与DmelPainless的3个可变剪切型（isoform A、B、C）进行多序列比对,分析ApisPainless的可变剪切类型,通过构建昆虫TRP（transient receptor potential）离子通道超家族的进化树,分析ApisPainless的进化地位,并通过绘图直观地比较TRPA亚家族4个成员TRPA1、Painless、Pyrexia和Water witch的序列长短及N端锚蛋白重复序列的差异,使用实时定量荧光PCR技术,研究ApisPainless在1-4龄若虫以及成虫这5个不同发育时期的相对表达量,以及其在豌豆蚜成虫的触角、头、足和胸腹这4个不同组织中的相对表达量。【结果】预测并克隆得到ApisPainless全长序列,该基因的全长序列为2 832 bp,编码943个氨基酸,蛋白结构分析表明ApisPainless具有8个锚蛋白重复序列以及6次跨膜结构,通过序列比较发现ApisPainless与DmelPainless isform A的相似性最高,达到42.3%。进化树分析结果表明昆虫TRP超家族分为TRPA、TRPC、TRPM、TRPN、TRPV、TRPP和TRPML 7个亚家族,而ApisPainless聚类于TRPA亚家族Painless一支,在TRPA亚家族TRPA1、Painless、Pyrexia和Water witch这4个成员中,TRPA1的序列最长,约为1 200个氨基酸,其后依次是Water witch、Pyrexia和Painless,氨基酸数目约有920-1 000个。从N端的锚蛋白重复序列上看,Water witch和Pyrexia约有9个重复序列,Painless约为8个,而TRPA1则高达15-16个,发育时期表达谱分析结果显示ApisPainless在豌豆蚜的各个发育阶段均有表达,其中以1龄若虫期表达量最高。组织表达谱分析结果显示,ApisPainless在豌豆蚜的触角、头、足和胸腹各组织中均有表达,其中以在触角中的表达量最高,足中的表达量居其次。【结论】克隆得到的ApisPainless是TRPA亚家族Painlss基因,其在触角及足中表达量高,推测其功能可能类似于果蝇的Painless,参与高温伤害识别、机械刺激识别及味觉探测等过程。     

小菜蛾三个普通气味受体基因的克隆及表达谱

【目的】克隆小菜蛾（Plutella xylostella）触角中3个气味受体基因,明确这3个气味受体在不同组织中的表达分布,进而推测这3个基因的功能,为进一步深入研究奠定基础。【方法】通过新一代高通量测序技术对小菜蛾成虫触角进行转录组测序,获得小菜蛾的转录组数据信息,通过对高质量序列的拼接组装、基因鉴定和功能注释,并通过Blastx基于数据库进行相似性比对分析,预测小菜蛾的气味受体候选基因;设计引物通过克隆得到3条普通气味受体基因的全长序列,并利用半定量RT-PCR研究其在雌、雄成虫9个不同组织中的表达。【结果】根据预测的基因序列,设计特异引物,克隆得到3条普通气味受体基因的全长序列,分别命名为PxylOR16、PxylOR17和PxylOR18（GenBank登录号分别为KF717601-KF717603）。PxylOR16开放阅读框全长为1 218 bp,编码406个氨基酸;PxylOR17开放阅读框全长为1 200 bp,编码400个氨基酸;PxylOR18开放阅读框全长为 1 191 bp,编码397个氨基酸。选择已报道的鳞翅目昆虫家蚕（Bombyx mori）、烟芽夜蛾（Heliothis virescens）和棉铃虫（Helicoverpa armigera）的气味受体,以及已报道的小菜蛾的6条性信息素受体与1条非典型气味受体与本实验克隆得到的3个气味受体进行序列比对和进化树分析,结果显示这3个气味受体基因与非典型气味受体和性信息素受体同源性低,而与其他的普通气味受体聚类在一起,且PxylOR16、PxylOR17和PxylOR18彼此同源性较低。半定量的结果显示,3个普通气味受体基因均在触角中表达量最大,在其他嗅觉感器,如喙、下唇须和头部中也有一定量的表达,雌、雄间无显著差异。另外,PxylOR17在雌蛾生殖器中,PxylOR18在雌蛾腹中也有一定表达。但3种气味受体基因在雌、雄蛾的胸、足和翅等组织中均不表达。【结论】鉴定和克隆了3个小菜蛾气味受体基因,明确这些气味受体基因在小菜蛾不同组织中的表达水平,通过进化树分析、序列比对和组织表达谱分析确定PxylOR16、PxylOR17和PxylOR18为3条普通气味受体,且在功能上高度分化。根据半定量RT-PCR的结果,推测这3个基因可能参与了普通气味分子的识别过程,此外PxylOR17和PxylOR18还可能参与了信息素的产生和释放过程。