家蚕糖转运蛋白基因BmST3的克隆及序列分析与表达研究

糖转运蛋白在家蚕体内糖类化合物的转运与代谢过程中发挥重要作用。在电子克隆的基础上,通过RT-PCR方法克隆了家蚕糖转运蛋白基因BmST3(GenBank登录号:GQ871756)。生物信息学分析结果显示,该基因位于家蚕27号染色体,开放阅读框(ORF)长1434bp,编码477个氨基酸,预测蛋白有典型的Sugar_tr结构域和12个疏水的跨膜结构域,与埃及伊蚊、致倦库蚊、冈比亚按蚊、赤拟谷盗登录号分别为EAT47626、EDS35465、EAA11457、EFA05337的同源蛋白相似性均在60%以上。RT-PCR检测和基因芯片信号值分析结果显示,BmST3基因的表达具有组织特异性,在家蚕5龄第3天幼虫的9种组织中,主要在马氏管中大量表达,推测其可能在马氏管细胞膜内外物质的跨膜转运中发挥作用。     

口蹄疫3ABC蛋白基因的克隆与序列分析的研究

采用RT—PCR扩增FMDV的3ABC蛋白DNA，将其与pUCm—T栽体连接，构建pUCm—3ABC重组质粒，序列分析表明，pUCm—3ABC重组质粒的插入DNA与多种血清型FMDV的相同DNA区段有较高的同源性，提示可进一步用pUCm—3ABC重组质粒研究FMDV3ABC蛋白的表达抗原。     

2个柞蚕诱导型HSP70基因的克隆及热应激表达特征

研究柞蚕热休克蛋白基因在高温胁迫下的表达变化,有助于从分子水平解析柞蚕对高温的应激反应机制。采用RTPCR技术从柞蚕蛹脂肪体组织中克隆了2个热休克蛋白70基因Ap HSP70-1(Gen Bank登录号:KR821069)、Ap HSP70-2(GenBank登录号:KT225460),2个基因的开放阅读框(ORF)均为1 905 bp,编码634个氨基酸,蛋白质具有细胞质特征基序,推测为诱导型热休克蛋白,其序列N端为高度保守的ATPase功能域,C端为多肽结合功能域,是差异位点的主要分布区域。Ap HSP70-1和Ap HSP70-2蛋白之间的序列相似度为86.91%,二者与Ap HSC70蛋白序列的相似度分别为71.82%和70.14%。半定量RT-PCR检测显示,高温(43℃)诱导后柞蚕蛹脂肪体组织中Ap HSP70-1、Ap HSP70-2基因的表达量明显升高,而Ap HSC70基因的表达量变化不大;相对于Ap HSP70-2,正常环境下Ap HSP70-1在柞蚕蛹各组织中几乎不表达,但热激后被诱导表达。qRT-PCR检测高温(43℃)诱导处理后柞蚕蛹脂肪体组织中的Ap HSP70-2表达量上调了6.32倍,Ap HSP70-1的表达量上调了4.18倍。推测克隆的2个Ap HSP70基因在柞蚕应对热激胁迫的反应中发挥重要作用。     

柞蚕铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆与表达分析

超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内的重要保护性酶类。采用RT-PCR方法克隆了柞蚕(Antheraea pernyi)铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)基因的ORF序列。生物信息学分析表明,该序列共编码154个氨基酸,具有Cu/Zn-SOD的保守性结构特征,与家蚕(Bombyxmori)、美国白蛾(Hyphantria cunea)、野桑蚕(Bombyx mandarina)以及果蝇(Drosophila melanogaster)Cu/Zn-SOD基因的同源性分别是81.5%、81.7%、81.5%、66.7%。柞蚕蛹经紫外线照射处理后用半定量PCR方法检测,发现照射不同时间脂肪体内Cu/Zn-SOD基因的转录水平存在差异,在照射5 min后开始增加,至10 min时为转录高峰,15 min时又呈下降趋势。     

柞蚕凝集素ApIML基因的克隆与表达

在昆虫的免疫防御系统中,凝集素介导的免疫反应起着重要作用。本文克隆了柞蚕凝集素蛋白基因ApIML,序列分析表明：ApIML含有927bp的开放阅读框,编码309个氨基酸。柞蚕凝集素属于分泌型蛋白质,N端有21个氨基酸组成的信号肽,含有2个糖识别结构域。系统进化分析显示ApIML与二化螟Cs-1属于同一个分支,序列相似度为70.16%。构建了ET28a-ApIML原核表达载体,经SDS-PAGE检测发现蛋白在BL21(DE3)中成功表达,并且在Ca²⁺存在时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有凝集作用。     

柞蚕胆绿素还原酶基因ApBVRB的克隆及表达分析

柞蚕(Antheraea pernyi)幼虫体壁颜色表现出高度多样性。胆绿素还原酶(biliverdin reductase B,BVRB)可催化血红素降解过程中产生的胆绿素还原成胆红素,参与昆虫体色形成。为明确BVRB在柞蚕幼虫体色形成中的作用,克隆柞蚕胆绿素还原酶基因ApBVRB,检测其mRNA表达水平,同时调查胆绿素还原酶的活性。ApBVRB编码205个氨基酸,预测蛋白质分子质量为50.67 kD,等电点为5.15。氨基酸序列比对表明,ApBVRB与家蚕的黄素还原酶(flavin reductase,FR)具有75%的序列相似度。qRT-PCR检测结果表明,ApBVRB在柞蚕幼虫的所有受试组织器官中均表达,除丝腺外,青、黄体色幼虫之间的相对表达量并没有显著差异。酶活性检测发现,胆绿素还原酶活性在青、黄蚕的血淋巴和丝腺中有极显著差异,推测可能由于血淋巴中该酶活性的差异而导致柞蚕幼虫表现为青、黄2种体色。     

家蚕泛肽-核糖体蛋白S27a的表达及功能研究

泛肽(UB)-核糖体蛋白S27a(UBRPS27a)是泛肽和核糖体蛋白的融合蛋白,在真核细胞中表达时,被酶解成UB和核糖体蛋白S27a(RPS27a)。从家蚕蛹cDNA文库中获得了该基因并原核表达了该蛋白,命名为BmUBRPS27a。将纯化的融合蛋白免疫新西兰兔得到抗血清,通过亚细胞免疫荧光定位发现该蛋白存在于细胞核和细胞质。用荧光定量PCR对该蛋白在家蚕中的表达作了初步分析,发现RPS27a在活性增殖细胞中表达量很高。将合成了BmUBRPS27a的dsRNA进行RNAi,用脂质体转染家蚕卵巢上皮细胞Bm5后,细胞的形态发生了变化:细胞由圆形、椭圆形变成了梭形,甚至出现类似神经细胞的突触结构。该基因对维持细胞正常形态具有重要的作用。     

柞蚕腺苷酸转移酶基因的克隆与序列分析

腺苷酸转移酶(adenine nucleotide translocase,ANT)是线粒体内膜上的转运蛋白家族成员。从柞蚕(An-theraea pernyi)蛹全长cDNA文库中获得了柞蚕腺苷酸转移酶基因(ApANT)的cDNA序列(GenBank登录号FJ788509)。对该基因进行生物信息学分析表明:ApANTcDNA全长1 282 bp,含有1个903 bp的开放阅读框(ORF)序列,编码300个氨基酸;ApANT与烟草天蛾(Manduca sexta)等鳞翅目昆虫的ANT基因在核苷酸和氨基酸序列水平分别具有80%和90%以上的同源性,说明ANT蛋白在这些昆虫中是高度保守的;与其它已知鳞翅目昆虫的ANT蛋白一样,ApANT蛋白含有3个线粒体穿膜结构域,并且这3个保守结构域之间也显示出较高的相似性。     

鹅细小病毒主要结构蛋白VP3基因的克隆与序列分析

将GPV H2分离株接种于13日龄非免疫鸭胚，收集接毒后3－7日死亡鸭胚的尿囊液。纯化病毒，通过PCR技术，从病毒基因组DNA中扩增出病毒衣壳蛋白VP3完整基因片段，经酶切鉴定后直接与pMD 18-T质粒载体连接，转化感受态大肠杆菌TG1。提取重组质粒经PCR鉴定和酶切鉴定后，对插入片段进行序列测定及分析。结果表明；鹅细小病毒H1分离株VP3基因全长1605bp,编码534个氨基酸，与国外已发表的鹅细小病毒B株核苷酸序列同源性为98．5％，氨基酸序列同源性为98．3％，表明这二个毒株亲缘关系相近。     

桑树钙调素蛋白基因MCaM-3的克隆及序列分析与诱导表达

钙调素蛋白(calmodulin CaM)作为真核生物细胞内的多功能Ca2+结合蛋白,在调节植物的生长发育、环境适应性和抗逆性方面具有重要作用。利用桑树表达序列标签(expressed sequence tags,ESTs)克隆了一个编码桑树CaM基因的全长cDNA序列,命名为MCaM-3(GenBank登录号:GQ303247)。序列分析表明,MCaM-3全长951bp,存在143 bp的5′端非翻译序列(5′-UTR)和358 bp的3′端非翻译序列(3′-UTR),其开放读码框(ORF)长450bp,编码149个氨基酸,预测蛋白质分子质量为16.85 kD,等电点为3.95。用在线软件SMART分析显示,MCaM-3蛋白含有4个Ca2+结合基序(EFh)结构域,可以结合Ca2+。同源分析表明,CaM基因在桑树与拟南芥、杨树、大豆、小麦、水稻、玉米各物种间具有很高的保守性。基于桑树和其它19个物种CaM基因的系统进化分析表明,桑树与蓖麻、烟草、大黄、樱桃的亲缘关系较近。半定量RT-PCR检测表明,与正常生长环境相比,MCaM-3基因mRNA的转录水平在低温、干旱、盐胁迫条件下均显著提高,初步推测MCaM-3基因与桑树的抗逆性有一定关联。     

柞蚕核型多角体病毒ie-2和pe-38基因的克隆与序列分析

采用随机克隆方法,通过对插入pGEM-3Z载体的柞蚕核型多角体病毒基因组的部分片段进行测序和序列分析,获得了柞蚕核型多角体病毒基因组的2个极早期基因ie-2和pe-38的序列及pe-38的5′启动子区,其推定的开放阅读框分别编码295和302个氨基酸,并且内部含有一个保守的锌指结构和亮氨酸拉链。核苷酸和氨基酸同源性比较结果显示:柞蚕核型多角体病毒的ie-2和pe-38基因与黄杉毒蛾多角体病毒的同源性较高,与家蚕核型多角体病毒的同源性都很低;在分子进化方面,这2个基因的保守性不强,出现大片段缺失,是研究分子进化及物种关系比较典型的基因。     

柞蚕NPV多角体膜蛋白类似基因的克隆和序列分析

为探明柞蚕核型多角体病毒(Anthraea pernyi nucleopolyhedrovirus,ApNPV)基因组信息,从柞蚕尸体中分离纯化ApNPV,提取其基因组DNA,分别建立ApNPV DNA的HindⅢ和SalⅠ酶切片段文库。对插入片段进行测序,经过同源性分析发现,在2．9kb的SalⅠ片段上包含1个多角体膜蛋白类似基因,其读码框编码289个氨基酸,是一个晚期表达基因。氨基酸同源性比较的结果表明,ApNPV的多角体膜蛋白基因与云杉卷叶蛾(Choristioneure fumiferana)NPV的同源性较高,达91．7%,而与家蚕(Bombyx mori)NPV及苜蓿尺蠖(Autographa califorlica)MNPV的同源性较低,分别为65．1%和63．0%。该结果说明ApNPV与CfNPV在进化关系上较近,而与BmNPV和AcNPV在进化关系上较远。比较多种核型多角体病毒的多角体膜蛋白和多角体蛋白的氨基酸序列发现,这两种多角体结构蛋白的同源性具有相似的变化趋势。     

柞蚕溶菌酶基因的克隆和序列分析

采用cDNA末端扩增(RACE)方法及简并引物克隆了柞蚕溶菌酶(Antheraea pernyilysozyme)基因(Gen-Bank登录号:DQ353869)。该基因cDNA序列全长675 bp,由3个外显子和2个内含子组成,其开放读码框(ORF)长420 bp,编码140个氨基酸。生物信息学分析表明,该基因编码蛋白的1-20位氨基酸为信号肽序列,21-140位氨基酸为柞蚕溶菌酶成熟蛋白(分子质量14 kD,等电点8.46)。柞蚕溶菌酶氨基酸序列中含有c型溶菌酶分子所特有的活性中心Glu32、Asp50以及8个半胱氨酸残基,与鳞翅目昆虫溶菌酶的氨基酸序列同源性较高,属非钙结合型c型溶菌酶。柞蚕溶菌酶的模拟三级结构与印度柞蚕(Antheraea mylitta)溶菌酶的三级结构十分相似。     

利用柞蚕核型多角体病毒表达载体系统在柞蚕蛹中表达增强型绿色荧光蛋白

为了探讨外源蛋白在柞蚕蛹-柞蚕核型多角体病毒(ApNPV)表达系统的表达水平和稳定性,将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因克隆到柞蚕核型多角体病毒转移表达载体pApM748BE中,获得重组质粒DNA,与ApNPV DNA共转染樗蚕(Phi-losamia cynthiam)培养细胞Pc-01后,用末端稀释法筛选获得重组病毒ApNPV-Δph/egfp+。将该重组病毒感染柞蚕蛹,采用SDS-PAGE和Western blot方法检测EGFP在柞蚕蛹中的表达,结果显示:在柞蚕蛹感染重组病毒ApNPV-Δph/egfp+后6 d,EG-FP就有明显的表达;感染后12～18 d,蛹体液中的EGFP含量保持较高水平,以EGFP标准样品定量分析EGFP在柞蚕蛹体液中的表达水平高于1 mg/mL;感染后30～39 d仍可以检测到蛹体液中EGFP的表达,而且蛋白稳定。研究结果表明,利用柞蚕核型多角体病毒作表达载体,可在柞蚕蛹中高效稳定地表达EGFP,并且EGFP在雌雄蛹间的表达水平无明显差异。     

应用16S rRNA基因序列鉴定柞蚕空胴病病原菌

20世纪70年代末,采用形态分类学方法,将引起柞蚕空胴病的致病菌鉴定为柞蚕链球菌(Streptococcus pernyi sp.nov)。分别提取已分离柞蚕空胴病的5株病原菌株的基因组DNA,PCR扩增16S rRNA基因片段,经克隆、测序后,与GenBank中登录的相关肠球菌、链球菌菌株的16S rRNA基因序列进行同源性比对并构建系统进化树。结果表明,供试的5株菌株的16S rRNA基因序列相似性在99.5%～99.9%之间,相互之间存在着10个可变位点,推测5株菌株属于同一个菌种;5株菌株的16S rRNA基因序列与肠球菌属(Enterococcus)16S rRNA基因序列的相似性较高,在92.4%～99.8%之间,而与链球菌属(Streptococcus)16S rRNA基因序列的相似性相对较低,在87.3%～87.8%之间;5株菌株与肠球菌属在系统进化树上聚为一类。基于菌株的16S rRNA基因序列分析,鉴定柞蚕空胴病的病原菌应归属于肠球菌属。     

ApNPV编码的DNA单链结合蛋白基因lef-3的克隆与分析

用随机克隆法,克隆得到了柞蚕核型多角体病毒(Antheraeapernyinucleopolyhedrovirus,ApNPV)PstⅠ和XhoⅠ片段,经序列分析表明,该片段含有完整的晚期表达因子3(lef3),与其它来源的lef3基因具有很高的同源性。ApNPVlef3基因的阅读框为1110bp,编码369个氨基酸,编码一种DNA单链结合蛋白(singlestrandedDNAbindingprotein,SSB)。lef3基因参与病毒DNA复制,是病毒DNA复制必不可少的蛋白质因子。LEF3的N-端有一个氨基酸保守序列区,推测此氨基酸序列保守区是LEF3的主要功能区。在lef3基因上游的互补序列有一编码127个氨基酸序列的不完全阅读框,根据同源性比较,此阅读框与黄杉毒蛾核型多角体病毒(Orgyiapseudotsugatanucleopolyhedrovirus,OpNPV)的ORFs73编码相似的基因,而在该片段的3′端其序列与近缘种OpNPV和云杉卷叶蛾多角体病毒(Choristoneurafumiferananucleopolyhedrovirus,CfNPV)没有同缘性,显示了ApNPV基因组结构有其固有的特点。