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Molecular and in vitro biochemical assessment of chemosensory protein 10 from brown planthopper Nilaparvata lugens at acidic pH
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Muhammad Irfan WARIS Aneela YOUNAS Rana Muhammad Kaleem ULLAH Fatima RASOOL Muhammad Muzammal ADEEL WANG Man-qun 《农业科学学报》2022,21(3):781-796
Chemosensory proteins(CSPs) are important molecular components of the insect olfactory system, which are involved in capturing, binding, and transporting hydrophobic odour molecules across the sensillum in sensillar lymph in regulating insect behavior. This protein family(CSPs) is also involved in many other systems that are not linked to olfactory receptors in olfactory sensilla. The brown planthopper(BPH) is a monophagous pest of rice that causes damage by sucking phloem sap and transmitting a... 相似文献
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A chemosensory protein named HarmCSP5 in cotton bollworm Helicoverpa armigera (Hübner) was obtained from antennal cDNA libraries and expressed in Escherichia coli. The real time quantitative PCR (RT-qPCR) results indicated that HarmCSP5 gene was mainly expressed in male and female antennae but also expressed in female legs and wings. Competitive binding assays were performed to test the binding affinity of recombinant HarmCSP5 to 60 odor molecules including some cotton volatiles. The resules showed that HarmCSP5 showed strong binding abilities to 4-ehtylbenzaldehyde and 3,4-dimethlbenz aldehyde, whereas methyl phenylacetate, 2-decanone, 1-pentanol, carvenol, isoborneol, nerolidol, 2-nonanone and ethyl heptanoate have relatively weak binding affinity. Moreover, the predicted 3D model of HarmCSP5 consists of six α-helices located among residues 33–38 (α1), 40–48 (α2), 62–72 (α3), 80–96 (α4), 98–108 (α5), and 116–119 (α6), two pairs of disulfide bridges Cys49-Cys55, Cys75-Cys78. The two amino acid residues, Ile94 and Trp101, may play crucial roles in HarmCSP5 binding with ligands and need further study for confirmation. 相似文献
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【目的】 沙葱萤叶甲(Galeruca daurica)是近年来在内蒙古草原上暴发成灾的新害虫,本文旨在克隆沙葱萤叶甲气味结合蛋白基因GdauOBP20的cDNA全长序列,明确其重组蛋白与寄主植物挥发物的结合特性,为揭示沙葱萤叶甲嗅觉的分子机理打下基础。【方法】 基于沙葱萤叶甲转录组数据,利用RACE技术对沙葱萤叶甲气味结合蛋白基因GdauOBP20进行cDNA全长克隆;利用生物信息学软件预测分析其编码蛋白的理化特性和结构特征;通过原核表达系统表达目的蛋白,并使用Ni-NTA Agarose亲和层析柱进行重组蛋白纯化。最后采用荧光竞争结合的方法,以N-苯基-1-萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)为荧光探针,检测GdauOBP20重组蛋白与13种主要寄主挥发物的结合情况。【结果】 GdauOBP20的cDNA全长序列为567 bp(GenBank登录号MK250532),其中5′末端非编码区长24 bp,3′末端非编码区长123 bp,具有ployA尾结构;开放阅读框(ORF)全长为420 bp,编码139个氨基酸。氨基酸序列中含有4个保守的半胱氨酸位点,属于Minus-C OBP亚家族。预测蛋白三级结构中含有6个α螺旋和两对由半胱氨酸形成的二硫键。成功构建了重组表达载体并获得了高纯度的重组蛋白。重组蛋白GdauOBP20与荧光探针1-NPN的结合常数为12.8 μmol·L -1,结合能力较好,可作为本试验的荧光报告子。在所测的13种主要寄主植物挥发物中,除与二烯丙基三硫醚无结合能力外,GdauOBP20重组蛋白与其他12种寄主植物挥发物均有不同程度的结合能力,其中与对二甲苯和环庚三烯的结合能力最强,解离常数分别为22.91和26.55 μmol·L -1,而与月桂烯结合能力最弱,解离常数为116.29 μmol·L -1。【结论】 沙葱萤叶甲GdauOBP20能与寄主植物的多种主要挥发性物质结合,推测其可能在沙葱萤叶甲对寄主植物的定位过程中发挥重要的作用。 相似文献
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昆虫化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)广泛存在于各种昆虫中,与昆虫识别外界信息密切有关.从棉花粉蚧(Phenacoccus solenopsis Tinsley)转录组数据中分析、获得12条化学感受蛋白基因,分别命名为PsolCSP1-PsolCSP12.这些基因与已报道的其他昆虫CSPs基因序列相似性较高,与双翅目、鳞翅目、膜翅目及半翅目昆虫的化学感受蛋白相似性都在10%~50%之间,说明CSPs序列在物种之间高度保守.研究结果为进一步研究棉花粉蚧CSPs的分子结构和功能奠定了基础. 相似文献
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目的 获得荔枝蒂蛀虫Conopomorpha sinensis 5个化学感受蛋白(Chemosensory proteins,CSPs)基因CsinCSPs的全长序列,并解析除虫脲对其表达的影响。方法 提取荔枝蒂蛀虫卵总RNA,利用转录组测序结果和cDNA末端快速扩增技术(Rapid amplification of cDNA ends,RACE)获得5个CsinCSPs基因的全长序列;对序列进行生物信息学分析,用Phyre2在线软件进行同源建模,用AutoDock软件对蛋白与农药分子进行分子对接预测;用荧光定量PCR方法分析在除虫脲处理荔枝蒂蛀虫卵后这5个基因的表达情况。结果 从荔枝蒂蛀虫卵中克隆了5个CsinCSPs基因的全长序列,序列分析结果表明,这5个基因的编码蛋白具有昆虫化学结合蛋白的典型特征,其保守半胱氨酸位点排布模式均为C1-X6-C2-X18-C3-X2-C4,并分为了包含5个α-螺旋和6个α-螺旋的2个类群。软件模板分析表明,5个CsinCSPs蛋白的三维结构均由α-螺旋、β-折叠和卷曲环组成,且与甘蓝夜蛾Mamestra brassicae CSP2的三维结构相似度最高。分子对接数据表明,5个CsinCSPs与2个菊酯类药剂分子结合亲和力最强,与除虫脲的结合力最弱。亚致死剂量除虫脲处理荔枝蒂蛀虫卵后,CsinCSP3和CsinCSP5分别在处理后6、24 h表达上调超过40余倍,48 h则表达下降。结论 化学感受蛋白CsinCSPs可能参与农药胁迫下荔枝蒂蛀虫卵的解毒过程。 相似文献
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【目的】通过研究铜绿丽金龟(Anomala corpulenta)气味结合蛋白11(odorant binding protein 11,OBP11)与寄主植物挥发物的结合特性,探讨AcorOBP11的功能,为阐明铜绿丽金龟识别寄主植物的嗅觉分子机制打下基础。【方法】设计特异性引物,通过RT-PCR克隆AcorOBP11,分析其序列特征并与相似序列进行对比;将目的基因OBP11连入原核表达载体pET28a后,重组质粒转入大肠杆菌感受态细胞BL21(DE3)。利用IPTG诱导AcorOBP11重组蛋白的表达,超声破碎菌体,取上清液过镍柱,利用重组肠激酶切除His标签后再次过镍柱纯化获得目的蛋白;纯化后的蛋白以1-NPN为荧光探针开展荧光竞争结合试验,测定AcorOBP11蛋白与37种寄主植物挥发物的结合特性;利用Modeller对AcorOBP11进行同源建模,以冈比亚按蚊气味结合蛋白AgamOBP48(PDB ID:4ij7)作为模板,获得其三维结构;利用Autodock半柔性对接将蛋白与化合物对接,模拟AcorOBP11与6种候选寄主植物挥发物的结合情况。【结果】克隆获得了AcorO... 相似文献
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水稻条纹病毒外壳蛋白和病害特异蛋白在寄主体内的积累 总被引:13,自引:0,他引:13
PAS ELISA检测结果表明:(1)水稻条纹病毒外壳蛋白和病害特异蛋白在水稻寄主体内累积量的变化趋势是一致的,而且均与寄主症状的严重度密切相关.(2)不同水稻品种中,2种蛋白的累积量和累积速率有明显差异.明恢63(高感)2种蛋白的累积量均比IR36(高抗)的明显大;06381(耐受性低)2种蛋白的累积速率均比岗优22(耐受性高)的明显快,06381病叶中2种蛋白累积量在其显症30d左右达到高峰,而岗优22的则在40d左右 相似文献
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[目的]克隆甘蔗ATP结合蛋白基因,分析其基本生物学信息及在干旱胁迫下的表达特性,为ATP结合蛋白的功能研究提供理论依据.[方法]从乙烯诱导甘蔗差异表达转录组和水分胁迫下甘蔗cDNA文库中获取ATP结合蛋白基因序列,设计其引物进行RT-PCR扩增,利用生物信息学软件进行序列分析及其蛋白结构和功能预测,并采用实时荧光定量PCR(qPCR)检测干旱胁迫处理下的甘蔗ATP结合蛋白基因的表达情况.[结果]克隆获得的甘蔗ATP结合蛋白基因全长2145bp,编码714个氨基酸,其蛋白分子质量为79.430kD,理论等电点(pI)为9.33,不稳定系数为44.38;甘蔗ATP结合蛋白与玉米ATP结合蛋白的核苷酸序列及其推导氨基酸系列同源性最高,均达93%.甘蔗ATP结合蛋白主要由无规则卷曲(42.02%)、α螺旋(25.63%)和延伸链(22.27%)结构组成,具有蛋白激酶催化结构域、ATP结合位点、核苷酸结合位点(NBS)、糖基化位点、激酶磷酸化结合位点及核定位信号等;甘蔗ATP结合蛋白可能主要定位在细胞核、叶绿体、线粒体和过氧化物酶体中,起中间代谢调控作用,或参与转录调控、免疫应答、胁迫应答及信号转导等生物反应.qPCR检测结果显示,在干旱胁迫7d后,甘蔗ATP结合蛋白基因的表达量明显下调,约为对照的30%,恢复正常供水(复水)后,表达量回升.[结论]甘蔗ATP结合蛋白基因表达受干旱胁迫诱导,可能参与甘蔗对干旱逆境胁迫响应的代谢调控. 相似文献
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【目的】研究中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)重组化学感受蛋白CSP1与不同化学信息素的结合功能、模式及其亚细胞定位,明确触角特异表达的CSP1蛋白功能。【方法】将克隆的中蜂CSP1构建至p ET-32a(+)载体并转入BL21(DE3)感受态细菌中,挑取单克隆菌落接种于LB培养基,培养过夜后按1%(V/V)进行转接,继续培养至OD600≈0.4左右时,加入IPTG至终浓度为1 mmol·L~(-1)后继续诱导5 h。将诱导好的CSP1大肠杆菌菌液离心弃上清,再加入细菌裂解液超声破碎,离心后上清用镍柱对CSP1重组蛋白进行亲和层析纯化,再经PBS透析液透析后,最终获得可溶的具有生物活性的CSP1重组蛋白。设定荧光分光光度计的激发波长为281 nm,测定竞争性荧光探针1-NPN与CSP1的相互作用,用Scatchard方程计算其解离常数,再计算获得CSP1与各种候选化学信息素的亲和力。以CSPMbra A6晶体结构(PDB代码:1n8v)为模板,通过同源建模和分子对接解析CSP1蛋白与化学信息素的结合模式,根据Mol Dock Score选出最佳对接模型进行作用机理分析,获得结合时配基周围的CSP1残基分布以及氢键产生情况,以此获得信息素与CSP1的结合模式。最后将CSP1免疫注射兔子获得多克隆抗体,并对中蜂工蜂触角进行低温固定、脱水和包埋后进行超薄切片,然后对样品切片进行免疫胶体金电镜定位,以解析CSP1在触角感器中的亚细胞分布。【结果】成功诱导获得可溶性的重组中蜂CSP1蛋白,利用荧光光谱分析1-NPN与CSP1的解离常数K1-NPN为2.1μmol·L~(-1),结合位点数n为0.99,表明结合时基本以1:1结合,线性相关系数为0.9933。在9种化学信息物质中,CSP1与两种蜜蜂蜂王信息素成分对羟基苯甲酸甲酯(HOB)和9-羰基-2癸烯酸(9-ODA),和植物挥发物成分3-蒈烯均具有较强的结合能力,其中与CSP1亲和力最强的对羟基苯甲酸甲酯的[IC50]和解离常数KD分别达到10.1和7.68μmol·L~(-1)。分子对接显示不同配基与CSP1的结合分别是通过与CSP1疏水腔中特定氨基酸残基(或借助于氢键)作用结合。典型的如CSP1与HOB相互作用过程中,预测主要由8个氨基酸残基贡献能量,包括4个疏水性残基(Phe30、Phe44、Leu70和Phe85),3个极性中性残基(Tyr26、Tyr27和Ser41)以及1个酸性残基(Asp40),其中Asp40中两个羧基上的氧原子分别与HOB苯环中羟基上的氧原子分别产生一个氢键。免疫电镜定位结果显示CSP1主要表达于板形感器周围附属支持细胞中,少量表达于感器内部,这与气味结合蛋白的定位存在明显区别。【结论】中蜂CSP1与两种蜂王信息素成分和某些植物花香成分具有较强的结合能力,集合了信息素结合蛋白和普通气味结合蛋白的功能和相似的作用模式,但其亚细胞定位与气味结合蛋白存在明显区别,显示化学感受类蛋白生理特征的多样性。 相似文献
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Q型烟粉虱化学感受蛋白CSP1与植物挥发物的结合特征 总被引:1,自引:1,他引:0
【目的】克隆Q型烟粉虱(Bemisia tabaci)化学感受蛋白1(chemosensory protein 1,CSP1)基因,诱导表达Q型烟粉虱CSP1重组蛋白(以下简称BtCSP1),研究其与主要寄主植物挥发性气味分子的结合特性。【方法】利用全长引物通过RT-PCR扩增并克隆Q型烟粉虱CSP1基因ORF全长,连接并构建pET-30a(+)原核表达载体,转化入BL21(DE3)大肠杆菌感受态细胞,并用IPTG诱导表达BtCSP1重组蛋白。收集菌液后超声破碎细胞,离心取上清,经Ni2+-琼脂糖柱结合梯度浓度咪唑洗脱纯化后,经PBS反复透析获得重组蛋白,并用Bradford法测定重组蛋白浓度。采用常见的N-苯基-1-萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)荧光探针作为报告子,利用荧光竞争结合法研究重组BtCSP1蛋白与植物挥发物的结合功能。首先用1 mmol?L-1 1-NPN滴定BtCSP1蛋白溶液,直至蛋白最大发射波长处的荧光值完全猝灭为止,然后再以各供试配基滴定BtCSP1-1-NPN体系,通过配基竞争猝灭1-NPN最大发射波长,并用Scatchard等方程计算表征BtCSP1与配基亲和力大小的解离常数KD。【结果】克隆了Q型烟粉虱CSP1基因ORF全长,经双酶切和连接构建了pET-30a(+)/CSP1重组质粒,在IPTG终浓度为1 mmol?L-1的条件下诱导获得了BtCSP1重组蛋白,Ni2+-琼脂糖柱纯化透析后测定重组蛋白浓度,稀释至1.5 µmol?L-1作为工作浓度。在荧光光谱试验中,Scatchard方程线性化后(相关系数达到0.9967),显示BtCSP1与1-NPN的解离常数K1-NPN为2.78 µmol?L-1,结合位点数n为0.82,表明两者结合较好,且基本是1:1结合,适合作为本试验中竞争性荧光结合试验的报告子。在荧光竞争结合试验中,有多种供试植物挥发物分子能使1-NPN的相对荧光强度降低到50%以下,其中包括能引起烟粉虱趋避行为的化合物,如3-蒈烯、p-伞花烃、顺-3-己烯-1-醇和α-蒎烯(KD值分别为26.47、39.43、54.01和83.46 µmol?L-1),且3-蒈烯具有较强的竞争结合能力,能在200 µmol?L-1时将1-NPN报告子相对荧光值竞争至约40%。【结论】Q型烟粉虱CSP1蛋白能与测试的多种寄主植物挥发物产生较为广谱的结合能力,尤其与对烟粉虱有趋避性的挥发物的结合更强,表明CSP1很有可能参与Q型烟粉虱对非寄主植物的趋避行为,这对揭示其入侵寄主选择行为生理机制具有重要意义。 相似文献
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研究Alcalase蛋白酶水解鹰嘴豆蛋白的工艺、不同水解度鹰嘴豆蛋白水解产物的体外抗氧化能力以及分子量分布.在单因素基础上以水解度和还原能力为指标设计正交试验得到水解最佳条件为:温度50℃,[E]/[S]2%,pH值8.0,反应时间40 min.以此水解条件进行试验测得水解度为15.04%,还原能力为0.270;水解度(DH)为15%时鹰嘴豆蛋白水解产物的还原能力、清除DPPH自由基、清除羟基自由基(·OH)和抑制超氧阴离子能力最高.从分子排阻色谱图中可以看到,随着水解度的提高,肽的分子量分布总体表现为大分子量肽逐渐减少,小分子量肽的含量逐渐增加.而具有最佳体外抗氧化活性的鹰嘴豆蛋白水解产物的分子量主要集中在300~1500 Da之间. 相似文献
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应用荧光光谱手段及分子模拟实验研究了在pH=7.4的生理酸度条件下氯氰菊酯(CM)与牛血清白蛋白(BSA)之间的相互作用。证实了CM对BSA的荧光猝灭机理为静态猝灭。计算了热力学参数,由△H和△s值推断CM与BSA之间主要靠疏水作用力结合;△G〈0表明此作用过程是自发的。分子模拟实验说明结合位点为siteⅡ。 相似文献
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【目的】完成中华蜜蜂(Apis cerana cerana)化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)基因家族的序列及表达谱鉴定,解析中蜂整个CSPs家族的表达特征与分布规律,为中蜂CSPs的生物学功能研究提供参考。【方法】利用RT-PCR技术扩增,克隆获得中蜂CSPs基因家族全部6条基因序列的开放阅读框(ORF)全长,并利用real-time PCR技术对中蜂所有的CSPs序列在中蜂工蜂不同发育历期及不同器官表达特征进行研究。【结果】新克隆4条基因(Ac-CSP2、Ac-CSP4、Ac-CSP5和Ac-CSP6)的开放阅读框分别为354、387、315和378 bp,分别编码117、128、104和125个氨基酸残基,预测蛋白质分子量分别为13.01、14.61、12.46和14.63 kD,等电点分别为8.86、4.53、9.60和8.71,且均具有4个保守的半胱氨酸残基,均符合昆虫CSPs的一般生化特征。中蜂与意蜂CSPs同源基因家族间具有高达95%—99%的相似性。CSPs在中蜂不同发育时期及器官的表达特征结果显示,Ac-CSP1、2、3、4在卵、幼虫和蛹期几乎不表达,其中Ac-CSP1、2、4在触角中表达量最高,而Ac-CSP3在翅中表达量最高;Ac-CSP5在中蜂各个发育历期的表达量几乎相同;Ac-CSP6蛹期有较高表达,其余时期不表达。【结论】中蜂CSPs基因家族所有6个基因的氨基酸序列与意大利蜜蜂有较高的相似性,但二者各基因的表达谱在整体相似的情况下局部又存在着某些差异,为进一步研究该家族蛋白的生理功能机制奠定了良好基础。 相似文献
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中华蜜蜂普通气味结合蛋白ASP2的气味结合功能模式分析 总被引:6,自引:4,他引:2
【目的】研究中华蜜蜂(Apis cerana cerana)体外重组普通气味结合蛋白AcerASP2与不同气味信息的结合功能和模式。【方法】通过诱导条件的优化和纯化,在获得的重组AcerASP2蛋白基础上,研究竞争性荧光探针1-NPN及不同结构气味信息与蛋白的相互作用关系,并通过同源建模和分子对接解析蛋白与气味信息的结合模式和机理。【结果】通过条件摸索获得了可溶性表达的重组中蜂ASP2蛋白,荧光光谱分析1-NPN与AcerASP2的解离常数K1-NPN为7.38 μmol•L-1,结合位点数n为1.0321。在7种气味信息中,4-烯丙基藜芦醚亲和力最强,其IC50和解离常数KD分别达到7.09和3.46 μmol•L-1。分子对接显示AcerASP2具有1个呈狭长的口袋状的疏水性结合内腔,4-烯丙基藜芦醚绝大部分位于该预测疏水性内腔中,且与Lys74产生2个氢键。【结论】中华蜜蜂AcerASP2由于特殊的空间结构而具有较强的气味信息结合能力,且易通过与疏水内腔中的赖氨酸残基产生氢键而促进结合。 相似文献
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[目的]探究温度及低温贮存天数对丽蚜小蜂(Encarsia formosa Gahan)成虫羽化率的影响,为贮存和指导田间适期释放丽蚜小蜂提供理论依据。[方法]研究不同温度[(10.0±0.5)、(15.0±0.5)、(25.0±0.5)、(30.0±0.5)℃]对被丽蚜小蜂寄生的烟粉虱(Bemisiatabaci Gennadius)褐蛹成虫羽化率的影响;测定丽蚜小蜂褐蛹在(10.0±0.5)℃下低温贮存10、15、20、25、30 d后分别放入(25.0±0.5)、(30.0±0.5)℃恒温培养箱后的成虫羽化率。[结果]在设定的温度范围内,随着温度的升高,羽化率和羽化速率相应提高,在(10.0±0.5)℃下10 d羽化率仅为15.3%,而在(30.0±0.5)℃下7 d羽化率即达92.5%;低温贮存20 d后,在(25.0±0.5)℃和(30.0±0.5)℃下羽化率可分别达92.9%(11 d)和90.9%(7 d),而贮存25 d后羽化率只有31.2%和41.8%(11 d)。[结论]温室温度应在20℃以上时放蜂,且放蜂时应增加10%放蜂量;丽蚜小蜂褐蛹低温贮存时间最长为20 d。 相似文献
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【目的】克隆梨小食心虫(Grapholita molesta)普通气味结合蛋白2(GmolGOBP2)的全长cDNA序列并进行原核表达,为研究该蛋白在梨小食心虫化学感受系统中的作用奠定基础。【方法】利用RT-PCR和RACE技术克隆GmolGOBP2的全长cDNA序列,并使用原核表达载体pET-32a在大肠杆菌BL21(DE3)中进行表达,用SDSPAGE和Western blot检测其表达情况。【结果】GmolGOBP2的cDNA全长序列为637bp(GenBank登录号:JN857940),开放性阅读框长度为483bp,编码161个氨基酸残基,成熟蛋白分子质量为15.98ku,等电点为4.85。GmolGOBP2预测蛋白的N末端具20个氨基酸残基组成的信号肽序列,并且氨基酸序列中具有6个保守半胱氨酸的典型气味结合蛋白家族标志。将GmolGOBP2编码序列重组到表达载体pET-32a中,转入大肠杆菌BL21(DE3)进行原核表达,SDS-PAGE和Western blot检测结果显示,梨小食心虫普通气味结合蛋白基因在大肠杆菌中成功地表达出分子质量约为32ku的融合蛋白,与预测的融合蛋白分子质量大小一致。【结论】克隆并原核表达了GmolGOBP2的cDNA序列,可用于研究该蛋白分子结构及其在化学感受系统中的功能。 相似文献
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烟粉虱内共生菌groEL基因编码一种与植物病毒传毒相关的GroEL蛋白.以B型烟粉虱为研究对象,利用1对特异引物,对B型烟粉虱体内的groEL基因进行PCR扩增,选取502 bp groEL基因片段构建dsRNA,并将其连接植物表达载体pBIN19,将重组质粒电激转化农杆菌菌株LBA4404.采用农杆菌浸染转化本氏烟草,PCR筛选表明,目的片段已整合至转基因植株的基因组DNA;RT-PCR结果表明,502 bp的groEL基因片段在转基因植株中被转录. 相似文献