野桑蚕铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆分析与原核表达

超氧化物歧化酶是野桑蚕保护酶体系的重要酶类。利用RT-PCR方法克隆出野桑蚕铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)cDNA(EMB I登陆号:AM410997),其开放阅读框ORF长465 bp,编码154个氨基酸。同源性及系统进化分析表明,推导出的氨基酸序列与3种果蝇的同源性平均为69.3%,与线虫为57%,各物种中与Cu/Zn结合的残基高度保守。利用ExPASy的ScanProsite以及PSort和TMpred对此编码的蛋白质结构和功能域分析,预测出其具有2段Cu/Zn-SOD特异序列,且该蛋白不存在信号肽以及跨膜区。将Cu/Zn-SOD cDNA克隆到pET-28 a(+)表达载体,测序鉴定后以IPTG诱导表达,SDS-PAGE电泳鉴定其表达的融合蛋白质分子量为19.4 kD。     

野桑蚕Bmand-Sxl基因的克隆及原核表达

鳞翅目(Lepidoptera)扩充是危害农林业的主要害虫类群,生殖和遗传控制是其生物控制的重要发展方向。Sxl是果蝇性别决定调控网络中的关键基因。本文根据家蚕的Bm-Sxl基因序列(NCBI:AB207267.1,AB207268.1),克隆了野桑蚕2条Bmand-Sxl基因序列,并在大肠杆菌中进行了原核表达了其中一条。     

野桑蚕谷胱甘肽S-转移酶基因BmmGSTs1的克隆与表达分析

谷胱甘肽S-转移酶(GST)在昆虫对外源物质的解毒代谢中起重要作用。克隆野桑蚕的BmmGSTs1基因,获得了cDNA序列,BmmGSTs1的开放阅读框长度为621 bp,编码206个氨基酸,推导蛋白质分子质量为23.53 kD,理论等电点为6.36。野桑蚕与家蚕的GSTs1氨基酸序列相似度最高,为99.51%。通过qRT-PCR方法测定BmmGSTs1基因在野桑蚕幼虫各组织的转录水平,结果显示该基因在脂肪体、中肠和马氏管的表达量较高,而在丝腺、表皮和血淋巴的表达量相对较低。与正常对照组相比,野桑蚕添食微量氰戊菊酯农药后24 h、48 h,脂肪体和中肠组织BmmGSTs1基因的转录水平均显著上调,推测BmmGSTs1基因表达上调可能与野桑蚕对氰戊菊酯的耐受性有关。上述结果为进一步研究BmmGSTs1基因的功能及其在野桑蚕耐农药中的作用奠定了基础。     

野桑蚕抗性基因P450 cDNA片段的克隆

本实验在对野桑蚕添食NaF的基础上,提取其总RNA,利用特异性引物,通过砌RT-PCR方法,获得了野蚕P450基因的cDNA,经克隆和序列测定,得到了野蚕P450基因片段的序列,经与家蚕P450基因比较分析,两者的同源性达99％。     

中国野桑蚕滞育激素基因的克隆与序列分析

根据家蚕DH PBAN基因序列设计特异引物 ,以中国野桑蚕基因组DNA为模板进行PCR扩增 ,获得了1 5 85kb的目的片段 ,将其克隆进pMD18 T载体 ,测序和同源性比较结果表明 :该片段由 3个外显子、2个内含子组成 ,2个内含子均为典型的GT AG结构 :该片段编码中国野桑蚕滞育激素 (DH)及DH引导肽 ;中国野桑蚕DH及引导肽与家蚕及日本野桑蚕的DH及引导肽氨基酸序列完全相同 ,其基因cDNA序列的同源性分别为 99 3%、97 2 %。研究结果进一步显示了中国野桑蚕与家蚕之间的近缘关系。     

野桑蚕羧酸酯酶基因(BmmCarE-2)的克隆及表达分析

羧酸酯酶参与昆虫对有机磷和氨基甲酸酯等杀虫剂抗性的产生。通过反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)方法克隆了一个野桑蚕羧酸酯酶全长基因(BmmCarE-2)。序列分析表明该基因包含1个1 623 bp的开放读码框,有57 bp的cDNA5′端非翻译区序列(5′UTR)和79 bp的cDNA3′端非翻译区序列(3′UTR),编码540个氨基酸,GenBank登录号为EU328351。序列比对分析表明BmmCarE-2与家蚕羧酸酯酶基因BmCarE-2(GenBank登录号:DQ311250)的氨基酸序列相似性最高,达98.9%。利用半定量RT-PCR进行组织表达分析表明,BmmCarE-2在野桑蚕幼虫的头部和脂肪体表达量较高,在丝腺和中肠稍低,而在血液中的表达量最低。     

野桑蚕、家蚕LSP基因5''''侧翼区的克隆与序列分析

根据已报道的家蚕朝日×东海的幼虫血清蛋白LSP基因序列设计1对引物,以野桑蚕、家蚕苏·菊×明·虎的基因组DNA为模板,分别克隆了野桑蚕、家蚕苏·菊×明·虎的LSP,基因5’侧翼区,约1.9kb,并进行了序列测定与分析。结果表明:克隆的野桑蚕、家蚕苏·菊×明·虎的LSP基因5’侧翼区涵盖了第一内含子、第一外显子、启动子区及其5’上游区;野桑蚕LSP基因5’侧翼区与朝日×东海LSP,基因5’侧翼区的同源性达96.4％,其中第一内含子、第一外显子的同源性分别为91.6％,100％;家蚕苏·菊×明·虎的LSP基因5’侧翼区与朝日×东海LSP基因5’侧翼区的同源性达98.9％,其中第一内含子、第一外显子的同源性都为100％,核心启动子区具有典型的TATA盒,还有数种昆虫脂肪体内组织特异性表达基因的共有序列和推定的激素响应元件等功能元件;野桑蚕的LSP基因启动子的5’上游区(-304～598bp)与J139家蚕丝素轻链基因第一内含子区域(7639～7933bp)的同源性达90.6％,-913～-1383bp为失活的部分水手转座子元件。     

鸡去泛素化相关因子1基因原核表达载体的构建及表达

构建鸡去泛素化相关因子1(Chicken ubiquitin-related factor 1,chUAF1)的原核表达载体,并对表达产物进行鉴定.将提取的鸡法氏囊cDNA根据哺乳动物基因组的特性5'-端GC含量高3'-端GC含量低的特点设计2对引物,PCR获取2段基因片段.将两者用搭桥部分的酶切位点进行酶切,胶回收,连接成chUAF1基因全长,再将基因克隆入pMD18-T载体,酶切鉴定后,将chUAF1基因亚克隆到pET28a原核表达载体,构建重组质粒pET28a-UAF1.转化BL21(DE3)大肠杆菌中,IPTG诱导表达并鉴定.结果显示,所构建的chUAF1基因表达载体pET28a-chUAF1经PCR及DNA测序结果表明构建正确,SDS-PAGE鉴定在预期位置出现阳性条带.结果表明,已成功构建了pET28a-chUAF1原核表达载体,为下一步试验提供了依据.     

野桑蚕、家蚕LSP基因5′侧翼区的克隆与序列分析

根据已报道的家蚕朝日×东海的幼虫血清蛋白LSP基因序列设计1对引物,以野桑蚕、家蚕苏*菊×明*虎的基因组DNA为模板,分别克隆了野桑蚕、家蚕苏*菊×明*虎的LSP基因5′侧翼区,约1.9 kb,并进行了序列测定与分析.结果表明:克隆的野桑蚕、家蚕苏*菊×明*虎的LSP基因5′侧翼区涵盖了第一内含子、第一外显子、启动子区及其5′上游区;野桑蚕LSP基因5′侧翼区与朝日×东海LSP基因5′侧翼区的同源性达96.4%,其中第一内含子、第一外显子的同源性分别为91.6%,100%;家蚕苏*菊×明*虎的LSP基因5′侧翼区与朝日×东海LSP基因5′侧翼区的同源性达98.9%,其中第一内含子、第一外显子的同源性都为100%,核心启动子区具有典型的TATA盒,还有数种昆虫脂肪体内组织特异性表达基因的共有序列和推定的激素响应元件等功能元件;野桑蚕的LSP基因启动子的5′上游区(-304～-598 bp)与J139家蚕丝素轻链基因第一内含子区域(7 639～7 933 bp)的同源性达90.6%,-913～-1 383 bp为失活的部分水手转座子元件.     

野桑蚕CYP305B1V1基因的克隆与序列分析

对野桑蚕CYP305B1V1基因进行克隆和序列分析的结果显示,野桑蚕CYP305B1V1基因的ORF为1 464nt,编码487 aa;同源性分析表明,在DNA水平上野桑蚕CYP305B1V1基因与家蚕CYP305B1基因的同源性达99%,与推导的氨基酸序列完全一致。通过和NCB I中家蚕基因组数据比对和拼接,预测野桑蚕CYP305B1V1基因结构中至少含有6个内含子,且内含子与外显子之间的连接符合GT-AT法则。     

野桑蚕肌球蛋白轻链2基因(MLC2)的克隆和序列分析

利用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)和cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了野桑蚕间接飞行肌(in-direct flight muscle,IFM)的肌球蛋白轻链2(myosin light chain2,MLC2)基因(GenBank登录号:EU332913),其cDNA序列全长979 bp,包括63 bp的5′端非翻译区序列(5′-UTR)、603 bp的开放读码框(ORF)、终止密码子TAA和310bp的3′端非翻译区序列(3′-UTR)。克隆该基因的内含子序列并分析基因结构表明,该基因包括3个外显子和2个内含子,编码201个氨基酸,预测蛋白质分子质量约22.0 kD,等电点4.67。用在线软件SMART分析显示,野桑蚕MLC2蛋白有2个Ca2+结合基序(EFh)结构域,可以结合Ca2+,属于肌钙蛋白C超家族成员,并且含有保守的可以磷酸化的氨基酸残基,有可能具有磷酸化过程,参与肌动球蛋白ATPase活性的调节。     

家蚕和野桑蚕酚氧化酶原基因的组织表达差异比较

酚氧化酶在昆虫体液免疫反应中起着非常重要的作用。根据GenBank中登录的家蚕和野桑蚕酚氧化酶原基因cDNA序列设计特异引物,用半定量RT-PCR方法检测了家蚕和野桑蚕各组织中酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)的表达谱,发现该基因在家蚕和野桑蚕组织中的表达差异较大,且具有明显的组织特异性。家蚕PPO1基因只在血液中被检出有很高的表达,而野桑蚕PPO1基因在血液和头部中均有表达,且在血液中的表达量最高;PPO2基因在家蚕组织中的表达量从高至低顺序为血液、脂肪体、卵巢、头部、表皮、精巢、中肠和丝腺,而在野桑蚕组织中的表达量从高至低顺序为血液、头部、中肠、表皮、精巢、卵巢和脂肪体,在丝腺中没有被检出有表达。推测可能是由于起源于野桑蚕的家蚕在长期的驯化及人工选择过程中引起了酚氧化酶原基因功能的变化。     

野桑蚕钠离子通道蛋白基因Bmmpara的克隆与选择性剪接

昆虫的钠离子通道蛋白是许多神经毒性药物的作用靶标。根据家蚕钠离子通道蛋白基因(GenBank登录号:EU688970)序列设计引物,分段RT-PCR克隆了野桑蚕钠离子通道蛋白基因Bmmpara(GenBank登录号:EU688972)。序列分析表明,Bmmpara基因的cDNA长5553bp,编码1851个氨基酸,与家蚕基因组序列比对,存在34个外显子,其中第2、22、27外显子存在选择性剪接。根据Bmmpara序列和家蚕基因组序列设计引物,采用PCR方法克隆到3段野桑蚕基因组序列,长度分别为1632、536和3220bp。进一步将Bmmpara编码氨基酸序列与野桑蚕基因组比对,发现有a(ENDLGRTKKKK)、b(GL-KAALCGRCVSS)、c(SLINFVAALCGAGGIQAFKTMRTLRALRPLRAMSRMQGMRV)3个选择性微外元,可能存在6种选择性剪接,构成野桑蚕钠离子通道蛋白不同亚型。     

家蚕核苷二磷酸激酶基因的克隆和原核表达

核苷二磷酸激酶(NDPK)基因在进化中高度保守,却又呈现复杂多样的生物学功能。该酶除了催化腺苷三磷酸(ATP)和核苷二磷酸(NDP)之间高能磷酸基团的转移外,还具有NDP激酶活性和蛋白磷酸转移酶活性,并参与转录调控和信号转导。从家蚕蛹cDNA文库中获得家蚕核苷二磷酸激酶的cDNA序列,该cDNA序列长575bp,含465 bp的开放阅读框序列,编码154个氨基酸残基的核苷二磷酸激酶。将克隆的家蚕核苷二磷酸激酶基因插入pET-28 a构建重组质粒,转化大肠杆菌后诱导表达重组蛋白,经镍离子亲和层析柱纯化得到重组家蚕核苷二磷酸激酶。