褐飞虱表皮蛋白基因NlICP的克隆及功能研究

表皮蛋白与几丁质结合构成抵御外界不良环境的昆虫角质层, 在昆虫的生长发育及蜕皮硬化中具有重要的作用。为了探讨表皮蛋白基因在褐飞虱Nilaparvata lugens生长发育中的功能, 本研究根据褐飞虱转录组测序信息, 对其中1个预测为编码表皮蛋白的Unigene36450序列进行了克隆, 并应用荧光定量PCR和RNA干扰（RNAi）技术分别对该基因的表达规律和功能进行了研究。结果表明： 克隆的 Unigene36450全长cDNA开放阅读框长585 bp, 编码的蛋白含194个氨基酸, 具有典型的表皮蛋白R&R保守结构域, 命名为NlICP。转录水平的时序表达分析发现, NlICP仅在褐飞虱若虫期表达, 且在3龄若虫体内表达量最高, 提示该基因编码的蛋白属于幼虫表皮蛋白。RNA干扰结果显示, 取食dsNlICP的1龄末2龄初（孵化后第3 天）若虫在干扰6 d和8 d时, NlICP基因的表达量分别较取食dsGFP的对照组下降58.8%和45.6%, 差异极显著(P<0.01); 干扰后部分褐飞虱若虫因蜕皮不完全死亡, 干扰5 d的存活率较对照下降26.7%。本研究结果提示, NlICP与褐飞虱若虫的生长发育及蜕皮相关, 可以作为褐飞虱防治的潜在靶标基因。     

热胁迫下棉花粉蚧内参基因的筛选

【目的】筛选出热胁迫下棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis的实时定量PCR最适内参基因。【方法】 本研究应用实时荧光定量PCR技术测定了棉花粉蚧2龄若虫、3龄若虫和雌成虫α-tub, β-tub, rpl32, GAPDH, SDHA和TBP共6个候选内参基因在7个不同温度处理（恒温18℃和 32℃, 以及37℃, 39℃, 41℃, 43℃和45℃热激处理1 h并在26℃恢复1 h）下mRNA表达水平的稳定性;应用geNorm, Bestkeeper, Normfinder和RefFinder软件分析6个基因表达的稳定性。【结果】 在不同高温胁迫下2龄若虫6个候选内参基因的稳定值M由小到大依次为α-tub（0.579）< GAPDH（0.654)< TBP（0.663）<β-tub（0.668）< rpl32（0.675）相似文献   

灰飞虱热激蛋白Hsp90基因的克隆、序列分析与表达模式

【目的】灰飞虱Laodelphax striatellus (Fallén)是水稻上的重要害虫,它严重影响了水稻的产量和品质,特别由其传播的水稻条纹叶枯病毒对水稻的危害甚至更为严重。灰飞虱分布广,对环境有很强的适应性。本研究旨在探讨灰飞虱对温度胁迫适应的分子机制进行了初步的探讨。【方法】本研究采用RT-PCR与RACE技术克隆了热激蛋白Hsp90基因的全长,利用各种生物信息方法分析了该热激蛋白的特征,实时荧光定量PCR技术用于研究Hsp90基因在不同生长发育阶段和不同温度条件下表达变化规律。【结果】我们获得一条Hsp90 基因的cDNA全长序列,命名为LsHsp90（GenBank登录号为KF660250）。 LsHsp90全长为2 740 bp,编码729个氨基酸,等电点为5.0,分子量为83.7 kDa。氨基酸序列中含有 Hsp90蛋白家族的5个签名序列及胞质特征序列 MEEVD。结构预测表明LsHsp90具有Hsp90蛋白家族典型的结构特征。系统进化关系分析表明它与多种昆虫的Hsp90序列有较高的同源性。不同发育阶段的灰飞虱体内LsHsp90表达水平处于动态的变化过程中,并在4龄若虫期达到最大值,最低表达量在其雌成虫阶段。不同性别的灰飞虱成虫体内LsHsp90表达量有显著差异（P =0.008）。高温和低温胁迫都可以诱导灰飞虱体内LsHsp90的表达,最大的表达量分别在 40℃和-9℃。在40℃下处理不同时间后发现,LsHsp90的表达水平在处理后0.5 h时最高,但随着时间的延长,LsHsp90的表达水平逐渐降低。而在-4℃下,LsHsp90的表达水平在处理后1 h时达到最大值。【结论】灰飞虱体内的LsHsp90可以响应温度的诱导,它可能在灰飞虱温度胁迫适应过程中起到重要的作用。     

褐飞虱V-ATPase d亚基基因的克隆与mRNA表达分析

液泡型H+-ATPase(V-ATPase)在昆虫生长发育过程中具有重要作用。本文通过RT-PCR获得褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)V-ATPase d亚基基因NlVHA-d的cDNA序列,并通过实时荧光定量PCR对NlVHA-d基因的表达进行了分析。结果表明,NlVHA-d基因编码349个氨基酸,不同昆虫V-ATPase d亚基高度保守。NlVHA-d基因在褐飞虱2龄若虫中表达量最高,雌虫表达量显著高于雄虫表达量。LD10和LD30三唑磷处理的羽化3 d短翅雄虫NlVHA-d基因相对表达倍数分别是丙酮处理的2.15和2.46倍。亚致死剂量三唑磷处理褐飞虱短翅雄虫NlVHA-d基因的表达上调可能与褐飞虱再猖獗相关。     

葱蝇热激蛋白DaHSP23基因的克隆及在冬滞育和夏滞育蛹中的表达分析（英文）

【目的】低分子量（12~43 kDa）热激蛋白(sHSPs)具有抗逆应答的功能,滞育是昆虫抵抗不良环境的特殊发育形式,但sHSPs在昆虫滞育发育过程中的作用仍不清楚。本研究克隆和特征化葱蝇Delia antiqua sHSP基因,并研究它在夏滞育和冬滞育发育过程中的表达模式,为阐明sHSPs在滞育发育上的功能奠定基础。【方法】通过RACE-PCR方法克隆了葱蝇HSP23基因,通过相似性比较分析了其特征、结构域及与双翅目代表性同源基因的系统发育关系;采用实时荧光定量PCR研究了该基因在葱蝇冬滞育蛹和夏滞育蛹发育过程中的表达情况,通过表达的差异比较揭示了该基因与滞育发育的关系。【结果】克隆出了葱蝇HSP23基因,命名为DaHSP23（GenBank登录号：HQ392521.1）,其cDNA全长序列为904 bp,编码186个氨基酸,推测蛋白分子量为20.9 kDa,等电点为6.42。该基因的编码蛋白与其他双翅目昆虫的sHSPs有超过66%的氨基酸序列一致性,与已报道的其他双翅目昆虫的滞育相关HSP23基因同源。基因组测序显示该基因无内含子。DaHSP23基因在葱蝇非滞育蛹的发育过程中一直保持在较低的水平,各发育阶段间的表达量不存在显著差异。但在冬滞育和夏滞育蛹中,该基因从滞育起始期开始逐渐显著升高表达,到滞育维持期的中后期达到峰值,在滞育终止期逐渐降到较低的水平。【结论】DaHSP23基因在葱蝇冬滞育和夏滞育发育过程中明显上调表达,但存在差异,它在滞育期的调控可能是种专化的。DaHSP23可能在葱蝇两种类型的滞育上起重要作用。     

高温胁迫下B型烟粉虱热激蛋白基因hsp70表达量的变化

为了探讨热激蛋白在B型烟粉虱Bemisia tabaci B-biotype抵抗高温中的作用,以含有B型烟粉虱热激蛋白基因hsp70片段的质粒为模板,用TaqMan-MGB探针和特异性引物构建了B型烟粉虱hsp70实时荧光定量RT-PCR检测体系,并检测了37℃～45℃高温胁迫及气温变化时B型烟粉虱成虫体内hsp70表达的情况。结果表明：缓和的高温对B型烟粉虱成虫hsp70表达具有诱导作用,在37℃～41℃范围内,hsp70的表达量随着温度的升高从8.78×10⁵±6.41×10⁴ 拷贝数上升到1.99×10⁷±1.45×10⁵拷贝数,在41℃时达到最高峰;而当温度升高到43℃和45℃,hsp70表达量迅速降低。B型烟粉虱成虫hsp70的表达与昼夜气温变化有关,当上午气温从34℃上升到41℃时,hsp70的表达量从1.16×10⁵±1.48×10⁴拷贝数上升到6.29×10⁶±1.80×10⁵拷贝数;当傍晚气温下降到33℃时,hsp70表达量也下降到2.32×10⁵±7.69×10³拷贝数。因此推测,hsp70在B型烟粉虱抵抗高温胁迫方面可能具有重要作用。     

水稻抗褐飞虱基因研究和利用现状

稻褐飞虱（Nilaparvata lugens Stal）是一种单食性水稻害虫,根据其对水稻品种的危害,可分为生物型1、2、3、4等类型。它对亚洲各国水稻生产造成极大危害。实践证明,利用抗虫品种是防治稻褐飞虱最经济有效的方法。本文综述了稻褐飞虱的生物学特征和分布、生物类型,着重介绍抗稻褐飞虱基因的研究和利用现状,并对今后开展抗稻褐飞虱基因研究提出几点建议。     

温室粉虱和烟粉虱3个隐种中热激蛋白基因hsp70和hsp90含量的比较分析

【目的】昆虫适应新环境的能力与其对温度的耐受能力密切相关。热激蛋白HSP70和HSP90具有提高生物体温度耐受性的功能。烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)不同隐种和不同种粉虱对温度的适应能力有差异,这与它们的热激蛋白基因拷贝数的差异可能相关。【方法】利用实时荧光定量PCR方法,检测入侵型烟粉虱MED隐种和MEAM1隐种、本地型烟粉虱AsiaⅡ1隐种以及温室粉虱Trialeurodes vaporariorum (Westwood)基因组DNA中热激蛋白基因hsp70和hsp90的拷贝数。【结果】不同种类的粉虱和烟粉虱不同隐种体内的hsp70和hsp90的含量均有较大差异,其中hsp70和hsp90拷贝数在入侵型烟粉虱MED和MEAM1隐种中含量较其他两种均高,而在土著种AsiaⅡ1隐种中含量最低,在温室粉虱中居中。此外,相同物种雌雄成虫hsp70和hsp90的拷贝数也不同,雌虫hsp70和hsp90拷贝数约为雄虫的2倍。【结论】不同种粉虱及烟粉虱不同隐种的hsp70和hsp90的拷贝数可能与其耐热性差异相关。本研究为解释不同种粉虱、烟粉虱不同隐种及其不同性别的耐热性差异机制提供了进一步的依据。     

褐飞虱基因BphMIF1克隆及表达分析

【目的】克隆水稻重要害虫褐飞虱Nilaparvatalugens唾液蛋白基因BphMIF1,探析BphMIF1在响应褐飞虱取食过程中的表达谱。【方法】采用RT-PCR法克隆了褐飞虱唾液蛋白基因BphMIF1,测序后对序列进行生物信息学分析,使用实时荧光定量PCR(qPCR)对褐飞虱1-5龄若虫及成虫以及不同成虫虫体部位BphMIF1的表达量进行分析,同时对BphMIF1进行了原核表达分析。【结果】克隆得到BphMIF1基因,编码119个氨基酸。qPCR结果表明BphMIF1基因在若虫4龄期表达会迅速上调,在成虫的头、胸、腹均有表达,以腹部表达量最高。原核表达结果显示褐飞虱BphMIF1基因以0.5mmol?L-1的IPTG作为诱导浓度,诱导时间为4h表达效果较好。【结论】BphMIF1基因在褐飞虱成虫头、胸、腹部均有表达,在若虫不同发育历期其表达量有所差异且在4龄若虫时期表达量有显著上调。该结果可为BphMIF1在褐飞虱取食过程中的功能研究奠定基础。     

褐飞虱G蛋白β亚基基因的功能分析

【目的】本研究旨在鉴定褐飞虱Nilaparvata lugens G蛋白β亚基基因(NlGβ)并分析其功能,以期为基于RNAi技术防治褐飞虱提供潜在的新靶标基因。【方法】利用PCR克隆并验证褐飞虱NlGβ的编码序列(coding sequence, CDS)并进行生物信息学分析;基于褐飞虱不同发育阶段(卵、 1-5龄若虫和雌雄成虫)和成虫不同组织(头、足、肠道、表皮、脂肪体、雌性生殖系统和雄性生殖系统)转录组表达谱分析NlGβ的时空表达模式;通过对2和5龄褐飞虱若虫进行显微注射dsRNA沉默NlGβ,观测个体和雌性生殖系统表型,统计存活率、单雌产卵量和卵孵化率,利用透射电子显微镜技术观察侧输卵管膨大区。【结果】褐飞虱NlGβ(GenBank登录号：XP＿022200908.1)的CDS长948 bp, NlGβ蛋白包含7个WD40结构域和4个WD＿REPEATS＿1基序,是一个较为保守的蛋白,除了直翅目昆虫外,来源于其他昆虫目中的NlGβ同源蛋白能很好地聚集在同一簇进化分支上。NlGβ的表达量在1-3龄若虫期呈现周期性变化,在5龄雌若虫和雌成虫中的表达量高于5龄雄若虫和雄成虫中的;NlGβ在成虫不同组织中都表达,但在脂肪体中表达量最高,在雌性生殖系统中的表达量高于雄性生殖系统中的。沉默褐飞虱2龄若虫NlGβ,出现蜕皮困难的现象,导致存活率较dsGFP对照组显著降低;沉默褐飞虱5龄若虫NlGβ,雌成虫腹部异常膨大,卵巢发育畸形,单雌产卵量较对照组显著下降,卵无法孵化,侧输卵管膨大区内分泌物增加,上皮细胞发生降解。【结论】NlGβ与褐飞虱的生长发育和雌虫的繁殖密切相关。     

热休克T细胞中mRNA的表达

 富集的人外周血T淋巴细胞经40—42℃保温(热休克)可诱导产生90kd和71kd的两种主要热休克蛋白(HSP),此外,62和34kd HSP也可在不同条件下诱导。从不同处理的T淋巴细胞中提取mRNA并在免网织细胞裂解液系统中进行体外转译,显示出相同的主要HSP。其中71和62kdHSP不仅在升温时还可在低温(4℃)下诱导,表明淋巴细胞中几种主要HSP的诱导机制不完全相同。比较L-~(35)S-Met参入实验和体外转译的结果提示淋巴细胞中HSP基因表达主要在转录水平调控。     

褐飞虱翊型分化遗传规律的研究

以褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)长翅型(macroptery,简称M)、短翅型(brachyptery,简称B)的遗传纯系为实验材料,进行亲本、稻株生育期、虫口密度三因子交互实验。结果表明：(1)在环境条件(指稻株生育期、虫口密度等)一致时,B♀×B♂、B♀×M♂、M♀×B♂、M♀×M♂四种亲本组合的F1代短翅型成虫百分率分别为：98%、92%、64%、29%,各亲本组合间差异极显著;(2)亲本相同时,将F1代褐飞虱初孵若虫多头词养(多于l0头/株)在黄熟期稻株上,其长翅型雌、雄成虫百分数均高于灌浆期稻株上;(3)单头饲养实验中发现,不论亲本组合、稻株生育期如何,雌虫绝大多数分化为短翅型,而雄虫则几乎全为长翅型。这表明褐飞虱的翅型分化遗传由一个受多种因子影响的调控体系决定,且调控作用与性别有关。     

褐飞虱肌动蛋白基因3′末端克隆与测序

应用锚定的3′RACE方法,对褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)肌动蛋白基因3′末端进行了扩增、克隆和测序, 并对所得到的5个cDNA片段的不译端的序列进行了比较。结果显示：BPH-A和BPH-D与其他序列不同;BPH-B、BPH-C和PBH-E三条片段的不译端的序列很相似,只是长度不同。另外,所得序列中所含翻译区的氨基酸序列高度保守,根据肌动蛋白基因结构特点可以推断BPH-A和BPH-D属肌肉特异型肌动蛋白基因,BPH-B、BPH-C和BPH-E属细胞质特异型肌动蛋白基因。     

植物实时荧光定量PCR内参基因的特点及选择

实时荧光定量PCR(qRT-PCR)具有灵敏度高、特异性强、重复的动态定量范围和高通量等优点,是进行植物基因表达和转录分析最常用的技术手段之一.选择合适的内参基因是正确运用实时荧光定量PCR分析目标基因表达变化的前提.近年来,大量研究表明,内参基因的选择应取决于研究者的实验条件;随着实验条件的变化,内参基因的选择也随之变化.因此,实时荧光定量PCR结果分析的准确性在很大程度上依赖于所选择的内参基因是否适合.该文从内参基因的选择、常用内参基因的特点、新内参基因的挖掘、应用内参基因组合的优点和内参基因的稳定性评价等几方面进行综述,以期为研究者在实验中选择合适的内参基因提供参考和理论依据.     

人热休克蛋白70的原核高效表达

将人热休克蛋白基因hsp70片段克隆到高效原核表达载体pMAL-c2X中,酶切鉴定并进行DNA测序。将该重组表达载体转化大肠杆菌DH50α,用IPTG在不同温度及时间下进行诱导表达。收集细菌,菌体裂解后进行SDS-PAGE及Western blot检测,并以凝胶薄层扫描分析表达水平。结果表明,成功地构建了含人hsp70基因的表达载体pMAL-c2X／hsp70,该载体能在大肠杆菌中表达相对分子质量为110000并具有抗原活性的融合蛋白;改变诱导温度和时间,目的蛋白表达总量及可溶性部分所占比例不同。对人hsp70基因的克隆、表达,并对其进行表达条件的优化,为研究HSP70的结构、功能与临床应用提供了必要条件。     

褐飞虱过氧化物酶基因NlPOD1的克隆、鉴定及功能分析

【目的】探明褐飞虱Nilaparvata lugens过氧化物酶基因NlPOD1的分子特性、表达模式和生物学功能。【方法】基于褐飞虱转录组数据,利用PCR技术克隆获得NlPOD1基因全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其序列特征;通过qRT-PCR技术检测NlPOD1在褐飞虱不同发育时期(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)和5龄若虫不同组织(头部、脂肪体、血淋巴和肠道)中的表达水平,以及不同微生物(大肠杆菌Escherichia coli、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae)（1×10⁷/mL）注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式;利用RNAi技术沉默褐飞虱 5 龄若虫NlPOD1基因,并通过生物测定分析NlPOD1基因沉默和接种金龟子绿僵菌(1×108/mL)后褐飞虱的存活率及致死中时(LT₅₀)。【结果】获得褐飞虱NlPOD1全长 cDNA 序列(GenBank登录号: MZ682107),其开放阅读框长2 049 bp,编码682个氨基酸,含有一个典型的动物亚铁血红素过氧化物酶结构域(An_peroxidasedomain),且N端包含一段由29个氨基酸残基组成的信号肽。系统发育分析表明,NlPOD1与半翅目其他昆虫的POD亲缘关系较近,其中与茶翅蝽Halyomorpha halys POD亲缘关系最近。发育表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱不同发育阶段均有表达,其中卵期表达量最低,5龄若虫中表达量最高;组织表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱5龄若虫不同组织中均有表达,且肠道和血淋巴中的表达量显著高于头部和脂肪体中的;微生物诱导表达模式表明,与注射PBS的对照组相比,大肠杆菌诱导48 h内各时间点NlPOD1在褐飞虱5龄若虫中的表达量显著上调,而在金黄色葡萄球菌和金龟子绿僵菌诱导下,NlPOD1表达量均呈现先上调后回稳的态势。RNAi分析结果显示,显微注射dsNlPOD1可显著抑制NlPOD1的表达水平。通过RNAi抑制NlPOD1表达后褐飞虱5龄若虫存活率不变,但注射dsNlPOD1联合金龟子绿僵菌感染对褐飞虱5龄若虫的LT₅₀(4.5 d)显著低于注射dsGFP联合金龟子绿僵菌感染的对照组的LT₅₀(5.4 d),说明沉默NlPOD1后褐飞虱对金龟子绿僵菌侵染的抵御能力显著降低。【结论】NlPOD1在褐飞虱病原防御过程中发挥重要作用,可作为开发RNAi和病原真菌联合介导的褐飞虱防治技术中的一个潜在靶标。     

Cloning of heat shock protein genes from the brown planthopper,Nilaparvata lugens,and the small brown planthopper,Laodelphax striatellus,and their expression in relation to thermal stress

Three heat shock protein （HSP） genes （hsp70, hsc70, hsp90） were partially cloned from the brown planthopper Nilaparvata lugens and the small brown planthopper Laodelphax striatellus （Homoptera： Delphacidae）, which are serious pests of the rice plant. Sequence comparisons at the deduced amino acid level showed that the three HSPs of planthoppers were most homologous to corresponding HSPs of dipteran and lepidopteran species. Identities of both heat shock cognate 70 and HSP90 were higher than HSP70 in both species. Identity of the HSP70 between the two planthopper species was only 81%, a value much lower than seen among fly and moth groups. Effects of heat and cold shocks were demonstrated on expression of the three hsp genes in the two planthopper species. Heat shock （40 ℃） upregulated the hsp90 level but did not change the hsc70 level in either the nymph and adult stages of either species. On the other hand, the hsp70 level was only upregulated in L. striatellus. This heat shock response was prompt and lasted only for 1 h after treatment. In contrast, cold shock at 4℃ did not change the expression levels of any hsp in either species.