柑橘全爪螨热激蛋白基因PcHsp90的克隆及表达模式分析

【目的】研究热激蛋白基因Hsp90在柑橘全爪螨Panonychus citri生长发育及响应高温和低温胁迫方面的作用。【方法】采用RT-PCR和RACE技术克隆柑橘全爪螨Hsp90基因cDNA全长序列;利用生物信息学软件分析该基因的序列特性;运用荧光Real-time PCR技术,分析Hsp90基因mRNA在该螨各发育阶段、高温及低温胁迫条件下的表达模式。【结果】克隆鉴定出柑橘全爪螨一条Hsp90基因的c DNA全长序列,命名为PcHsp90(Gen Bank登录号:GQ495086),全长为2 763 bp,包含2 193 bp的开放阅读框,编码730个氨基酸,编码蛋白质的理论分子量和等电点分别为83.85kDa和4.99,氨基酸序列包括Hsp90家族的5个特征基序及细胞质型Hsp90的特征序列"MEEVD"。系统进化分析表明,PcHsp90与朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus的Hsp90首先聚为一支,然后再与肩突硬蜱Ixodes scapularis的Hsp90聚合,说明它们较近的亲缘关系。PcHsp90在柑橘全爪螨的各发育阶段均有所表达,其中在幼螨期表达量较低,且显著低于若螨和成螨期的表达水平(P=0.015)。0~10℃低温胁迫下,Pc Hsp90的mRNA相对表达量无显著变化(P=0.492);但在35~41℃高温胁迫下,Pc Hsp90的mRNA相对表达量随胁迫温度的升高而上调,尤其是当温度升高到41℃时,mRNA相对表达量达到对照(25℃)的6.75倍,且差异达显著水平(P=0.007)。【结论】柑橘全爪螨PcHsp90不仅对该螨的生长发育具有重要作用,而且是其响应高温胁迫的重要机制之一。     

温度胁迫下棉花粉蚧热激蛋白基因的表达分析

【目的】为了研究热激蛋白 Hsp70, Hsp70-4和Hsp90在棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis抵抗逆温中的作用。【方法】在测序棉花粉蚧转录组的基础上,分析了该虫热激蛋白Hsp70基因家族的2个序列［Pshsp70（GenBank登录号为KJ909505）和Pshsp70-4（GenBank登录号为KJ909506）］和Hsp90基因家族的1个序列,［Pshsp90(GenBank登录号为KJ909507)］,采用实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）检测了在不同温度（18和32℃恒温, 37, 39, 41, 43和45℃热激1 h 后26℃恢复1 h)下棉花粉蚧不同发育阶段（2龄若虫、3龄若虫、雌成虫）3种热激蛋白基因的表达量。【结果】Pshsp70 cDNA序列包含1 923 bp的开放阅读框,编码641个氨基酸,理论分子量和等电点分别为70.9 kDa和5.65; Pshsp70-4 cDNA序列包含1 962 bp的开放阅读框,编码654个氨基酸,理论分子量和等电点分别为71.8 kDa和5.38;Pshsp90 cDNA序列包含2 172 bp的开放阅读框,编码724个氨基酸,理论分子量和等电点分别为83.5 kDa和4.93。Pshsp70 和Pshsp70-4均含有Hsp70基因家族高度保守的基序,Pshsp70编码的氨基酸序列与烟粉虱Bemisia tabaci和家蚕Bombyx mori等昆虫的Hsp70 的氨基酸序列一致性为 85%;Pshsp70-4编码的氨基酸序列与白蜡蚧Ericerus pela和点蜂缘蝽Riptortus pedestris等昆虫的Hsp70的氨基酸序列一致性高达95%;Pshsp90也含有Hsp90基因家族高度保守的基序,Pshsp90编码的氨基酸序列与赤拟谷盗Tribolium castaneum和东亚小花蝽Orius sauteri等昆虫的Hsp90 的氨基酸序列一致性为 87%。热激蛋白基因表达量分析结果表明,在18℃恒温条件下,粉蚧2龄若虫的3个PsHsps基因的mRNA相对表达量均比对照(26℃)低,在32℃恒温条件下,各龄期的Hsp70基因的相对表达量均显著高于对照。在37~45℃下热激1 h并在26℃下恢复1 h,棉花粉蚧3个龄期的3个热激蛋白PsHsps基因的相对表达量随温度的升高总体呈增加趋势,相关性分析表明,除Pshsp70-4在雌成虫中的表达量与热胁迫温度的相关系数为0.225外,各龄期中3个基因的表达量与温度的相关系数均大于0.6,显著相关;43℃和45℃胁迫下,各龄期的3个热激蛋白基因相对表达量均显著高于对照组（P<0.05）。【结论】棉花粉蚧热激蛋白基因的表达与温度呈正相关,在该虫应对高温中起着重要作用。     

马铃薯甲虫热激蛋白基因Ld-HSP60的克隆、序列分析及温度胁迫下的表达

【目的】马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata是一种世界性检疫害虫,对温度胁迫具有极强的适应性,为进一步明确其对温度胁迫适应性的分子机制,研究了热激蛋白HSP60在马铃薯甲虫温度胁迫应答过程中的作用。【方法】采用RT-PCR及RACE技术克隆马铃薯甲虫热激蛋白HSP60基因的cDNA全长序列;利用生物信息学软件分析该基因及其编码蛋白质的序列特性;运用实时荧光定量PCR技术分析该基因在温度胁迫下的表达模式。【结果】克隆得到马铃薯甲虫热激蛋白HSP60基因,命名为Ld-HSP60(Gen Bank登录号:KC556801),其cDNA全长2 234 bp,开放阅读框(ORF)长1 731 bp,编码576个氨基酸,相对分子量约为61.27 kD,理论等电点为5.51,5'端非翻译区(UTR)长101 bp,3'UTR长402 bp。氨基酸序列中含有HSP60家族典型的特征序列。实时荧光定量PCR结果表明,低温胁迫(-10和0℃)下未检测到马铃薯甲虫雌雄成虫中Ld-HSP60的诱导表达;高温胁迫(38和44℃)诱导马铃薯甲虫雄成虫Ld-HSP60上调表达,随着胁迫温度的升高LdHSP60表达量呈现先升高后降低的趋势,38℃高温胁迫下表达量最高,胁迫时间越长Ld-HSP60表达量也越高。【结论】相比其他热激蛋白,HSP60对温度敏感性较低,推测HSP60可能在马铃薯甲虫雄成虫抵御高温胁迫中发挥作用。     

麦红吸浆虫热激蛋白基因SmHsp40的克隆及其在滞育进程中和极端温度胁迫下的表达

【目的】麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana是一种典型的专性滞育昆虫,滞育过程中经历酷暑和严寒。本研究旨在探讨麦红吸浆虫热激蛋白基因Hsp40在滞育中的作用。【方法】以麦红吸浆虫滞育前幼虫为材料,利用RT-PCR和RACE技术克隆Hsp40全长cDNA序列;利用生物信息学软件分析该基因及其编码蛋白的特性;采用实时荧光定量PCR技术分析其在滞育不同阶段幼虫及越夏滞育幼虫在短期(≤120 min)极端高温(35～50℃)和越冬滞育幼虫在短期极端低温(0～-15℃)胁迫下的表达模式。【结果】克隆获得麦红吸浆虫Hsp40基因,命名为SmHsp40(GenBank登录号:MH001167),其cDNA全长1 553 bp,开放阅读框长为1 074 bp,编码357个氨基酸,相对分子量为40.87 kD,理论等电点为5.31。推导的氨基酸序列中含有Hsp40蛋白家族典型的J结构域和HPD基序。蛋白序列相似性和系统进化关系分析表明,SmHsp40蛋白与冈比亚按蚊Anopheles gambiae等长角亚目(Nematocera)昆虫Hsp40的相似性最高、亲缘关系最近。麦红吸浆虫滞育不同时期幼虫SmHsp40表达量存在显著差异,进入滞育后表达量上调;滞育进程中,夏季7-8月和冬季12月至翌年1月表达量显著高于其他季节。与未处理的对照相比,40℃处理越夏滞育幼虫和-10℃处理越冬滞育幼虫1 h明显诱导SmHsp40的表达,但超过45℃或低于-15℃极端温度处理诱导效果均不明显。【结论】SmHsp40参与了麦红吸浆虫滞育进程,可能在滞育状态的维持及滞育期间耐热和耐寒能力的调控方面起重要作用。     

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。     

草地贪夜蛾热激蛋白基因SfHsp90的克隆及在高低温和UV-A胁迫下的表达分析

【目的】本研究旨在探索草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda响应高低温和UV-A胁迫的分子机制。【方法】通过RT-PCR技术克隆草地贪夜蛾热激蛋白基因Hsp90,利用生物信息学方法分析其序列特征;采用RT-qPCR技术检测草地贪夜蛾Hsp90基因在不同发育阶段(卵、1-6龄幼虫、蛹和成虫)、成虫不同组织(去除触角和复眼的头、胸、腹、触角、复眼、足、翅、中肠、精巢和卵巢)及在不同时长(0, 30, 60, 90, 120和150 min)高温(36℃)、低温(4℃)和UV-A胁迫下成虫中的相对表达量。【结果】克隆获得草地贪夜蛾Hsp90基因,命名为SfHsp90(GenBank登录号:MN832694),该基因开放阅读框(ORF)长2 154 bp,编码717个氨基酸,编码蛋白质相对分子量为82.52 kD,等电点(pI)为5.01,C末端序列含保守基序EEVD,说明该蛋白为胞质型热激蛋白。系统进化分析结果表明,昆虫Hsp90高度保守。发育表达模式显示SfHsp90在草地贪夜蛾1龄幼虫中表达量最高;组织表达模式显示,SfHsp90在草地贪夜蛾雌雄成虫的触角、复眼和去除触角和复眼的头中的表达量显著高于在其他组织中的。高低温胁迫对草地贪夜蛾SfHsp90表达具有明显的诱导作用,36℃胁迫下,SfHsp90表达量显著高于对照,且随着处理时间的延长,在雄成虫中表达量先上升后下降,在60 min时达到最高值,在雌成虫中表达量随处理时间延长逐渐升高;4℃胁迫下,在雄成虫中表达量随着处理时间的延长先上升后下降,在30 min时表达量达到峰值,在雌成虫中表达量随着处理时间延长逐渐上升;随着UV-A照射时间的延长,在雌雄成虫中表达量先上升后下降,90 min时在雄成虫中表达量达到最高值,60 min时在雌成虫中表达量达到最高值。【结论】草地贪夜蛾SfHsp90基因在高低温和UV-A胁迫下的差异表达说明该基因在草地贪夜蛾响应环境胁迫的分子机制中发挥重要作用。     

蠋蝽热激蛋白基因AcHsp83a和AcHsp83b的克隆、表达谱及对高低温和UV-B胁迫的响应

【目的】探索天敌昆虫蠋蝽Arma chinensis响应高低温和UV-B胁迫的分子机制。【方法】利用RT-PCR克隆蠋蝽热激蛋白基因Hsp83a和Hsp83b,并利用生物信息学分析其序列特征；利用RT-qPCR检测Hsp83a和Hsp83b在蠋蝽不同发育阶段(卵、1-5龄若虫、雌成虫和雄成虫)、成虫不同组织(头、胸、腹、翅、触角、脂肪体、足、马氏管、口器、中肠、卵巢和精巢)及38℃高温、4℃低温0(CK), 6和24 h时和UV-B胁迫0(CK), 6和12 h时雌成虫和雄成虫中的表达量。【结果】克隆获得蠋蝽2个Hsp90基因，分别命名为AcHsp83a(GenBank登录号：OP791883)和AcHsp83b(GenBank登录号：OP791884),开放阅读框(ORF)分别长2 172和2 163 bp,分别编码723和720个氨基酸，编码蛋白相对分子量分别为83.12和82.90 kD,等电点(pI)分别为4.94和4.97,C末端序列都含保守基序EEVD,均为胞质型热激蛋白。AcHsp83a和AcHsp83b高度保守。AcHsp83a在卵中表达量最高，AcHsp83b在成虫中...     

韭菜迟眼蕈蚊热休克蛋白BoHsp70的克隆及热胁迫下的表达分析

[目的]本研究旨在克隆韭菜眼蕈蚊Bradysia odoriphaga热休克蛋白Hsp70基因,并对其进行序列和表达模式分析,以及探讨该基因在韭菜迟眼蕈蚊生长发育及响应温度胁迫方面的作用.[方法]选择韭菜迟眼蕈蚊温度转录组中高温下表达上调的Hsp70序列,设计其基因引物扩增序列,构建qRT-PCR检测体系分析该虫在短时高温热激(30、32、34和36℃;1、2、4、6、8、10和12 h)和高温热激后不同恢复时间(25℃;1 h、2 h)下的Hsp70表达谱.[结果]获得韭菜迟眼蕈蚊Hsp70基因cDNA全长序列并命名为BoHp70(GeneBank登录号:MW250640),包含1 971 bp的开放阅读框,编码656个氨基酸,具有真核生物Hsp70基因家族的3个保守序列,同时在C-末端具有KDEL序列,推测其属于内质网型热休克蛋白.BLAST分析和氨基酸序列系统发育分析结果显示,韭菜迟眼蕈蚊与双翅目蝇类昆虫Hsp70聚类为一个分支.BoHsp70在韭菜迟眼蕈蚊体内不同发育阶段中都有表达,雄成虫体内的表达量高于雌成虫,且在雌雄成虫头部表达量的差异显著.高温胁迫可诱导BoHsp70表达,并在诱导1-2 h内达到最高水平.在30、32和34℃热激条件下随热激时间的增加,BoHsp70表达量呈下降趋势,而在36℃热激下, BoHsp70表达水平不变.韭菜迟眼蕈蚊在解除高温热激后,BoHsp70表达水平随着恢复时间的增长而下降.[结论]韭菜迟眼蕈蚊可以通过调节体内Hsp70的表达来应对不良的环境温度.     

烟蚜热激蛋白基因MpHsp70的克隆及在UV-B胁迫下的表达分析

【目的】为探讨烟蚜Myzus persicae适应UV-B胁迫的分子机制。【方法】采用RT-PCR和RACE技术克隆了烟蚜热激蛋白基因Hsp70的全长,利用生物信息学方法分析了其特征;采用实时荧光定量PCR检测了不同时长(0,15,30,60,90和120 min) UV-B胁迫下烟蚜成虫中该基因的相对表达量。【结果】克隆获得烟蚜Hsp70基因并命名为MpHsp70(GenBank登录号:MF509827),该基因全长为2 221 bp,开放阅读框(ORF) 1 965 bp,编码654个氨基酸,蛋白相对分子量为71. 41kD,等电点(p I)为5. 34,末端高度保守序列EEVD显示该蛋白属于胞质热激蛋白。系统进化关系分析表明,MpHsp70与多种昆虫的Hsp70的同源性较高,表现出Hsp70基因的高度保守性。实时荧光定量PCR分析表明,随着UV-B照射时间的延长,烟蚜成虫体内MpHsp70基因的表达量先上升后下降,当照射时间为30 min时表达量最大。【结论】烟蚜MpHsp70基因可以响应UV-B的胁迫,它可能在烟蚜适应UV-B胁迫过程中起到重要作用。     

热胁迫下八字地老虎hsc70基因在不同组织转录表达差异性分析

【目的】为探讨八字地老虎Xestia c-nigrum(Linnaeus)Xe-hsc70基因表达与高温耐受性之间的关系,比较热胁迫下Xe-hsc70基因在不同组织中诱导表达的差异。【方法】本研究以八字地老虎4龄幼虫为研究对象,采用RT-PCR和RACE技术克隆获得编码热激同源蛋白70(70 ku heat shock cognate,HSC70)的基因(命名为Xe-hsc70)cDNA全序列与基因组DNA序列(Genomic DNA,gDNA),并利用实时荧光定量PCR和Western blotting技术,比较分析不同热胁迫温度及不同热诱导时间下八字地老虎4龄幼虫体内马氏管、中肠、体壁、脂肪体与唾腺5个组织中Xe-hsc70基因在mRNA转录与蛋白表达两水平上相对表达量的变化。【结果】比较分析克隆得到的Xe-hsc70基因cDNA全序列和gDNA序列,结果表明Xe-hsc70基因含有8个内含子,最大内含子(561 bp)位于5′端非编码区,并含有一个类似热激应答原件HSE的核心结构序列(gaatatgCaGAAtgTTCcaGaa),其余内含子(长度在86~218 bp之间不等)均在编码区内,本研究首次报道了八字地老虎hsc70内含子的具体数目及位置。组织差异性分析显示:在常温25℃条件下,Xe-HSC70在脂肪体中表达量最高,在唾腺中表达量最低;经热激诱导后中肠、唾腺与体壁组织中Xe-HSC70的表达量与对照(25℃)相比显著上调,随着热激时间的延长,表达量呈现出先升高后恢复至对照水平的变化趋势,脂肪体和马氏管Xe-HSC70表达量与对照相比无明显变化。【结论】八字地老虎不同组织在应对热胁迫的过程中,抗逆机制具有明显的差异。Xe-HSC70的不断积累是八字地老虎对热胁迫不断适应的一个过程,其组织中Xe-hsc70基因的高表达在八字地老虎抗热胁迫的过程中起着重要作用,并为从分子水平上研究八字地老虎的抗逆机理提供依据。     

温度和毒死蜱对灰飞虱雌成虫热激蛋白70和90基因的诱导表达特性研究

【目的】为了明确灰飞虱Laodelphax striatellus对温度和杀虫剂等环境胁迫因子的适应性进化机制,本文研究了高温和毒死蜱对该害虫热激蛋白70和90基因的诱导表达特性。【方法】利用生物测定法研究了灰飞虱的热激存活率和对毒死蜱的敏感性,采用实时荧光定量PCR技术测定了不同诱导温度、LC25剂量的毒死蜱诱导不同时间以及不同品系的Lhsp70-1、Lhsp70-2、Lhsp90-1和Lhsp90-2 4个基因表达量的变化。【结果】在27℃和31℃条件下,耐高温品系对毒死蜱的敏感性比对照品系分别降低1.39倍和1.95倍,42℃热激后毒死蜱抗性品系的存活率比敏感品系高23.58%。经过30、34、38和42℃热激1 h后,灰飞虱雌成虫Lhsp70-2、Lhsp90-1和Lhsp90-2的表达量分别上升1.4~2.5、1.7~3.3和1.1~2.0倍,Lhsp70-1表达量下降1.0~1.7倍;LC25剂量的毒死蜱处理0.5、8和12 h后,以上4个基因的表达量变化不显著或呈下降趋势。然而毒死蜱长期筛选后Lhsp70-2、Lhsp90-1和Lhsp90-2表达量分别上升2.32、1.53和2.28倍,高温长期筛选后Lhsp90-1表达量上升1.58倍。【结论】Lhsp90-1表达量增加很可能是灰飞虱对高温和毒死蜱产生交互适应性的重要原因。     

苹果蠹蛾热激蛋白Hsp90基因的克隆及热胁迫下的表达分析

世界检疫性害虫苹果蠹蛾Cydia pomonella是一种温度耐受可塑性很高的物种。本研究针对温度波动可能导致其耐热性增强的科学问题, 采用生测法鉴定了苹果蠹蛾实验种群的高温耐受阈值, 采用同源克隆、 RACE和实时荧光定量PCR (RT-qPCR)等方法研究了苹果蠹蛾热激蛋白Hsp90基因的应激表达对耐热性的重要作用。高温耐受阈值研究结果表明, 苹果蠹蛾实验种群的死亡率随温度的升高和时间的延长显著性升高, 1-5龄幼虫分别经50℃和52℃高温处理2, 5和10 min后, 3龄幼虫耐热性最差, 5龄幼虫最强。50℃和52℃分别处理10 min和5 min均可导致1-4龄幼虫全部死亡, 而5龄幼虫在这两种处理下仍有25.0%和11.1%的存活率。以35℃处理的5龄雌幼虫为材料克隆苹果蠹蛾Hsp90基因全长cDNA, 结果显示该基因全长为2 470 bp, 完整开放阅读框为2 148 bp, 共编码716个氨基酸, 预测分子量为82.07 kDa, 命名为Cphsp90 (GenBank登录号JN624775)。该基因编码的氨基酸序列与亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis和甘蓝夜蛾Mamestra brassicae等昆虫的Hsp90的氨基酸序列一致性高达96%, 表明了Hsp90家族的保守特性。Cphsp90 mRNA的相对表达量在32~44℃高温胁迫下随温度的升高而显著增高, 证实Cphsp90是诱导型热激基因, 且mRNA相对表达量与胁迫程度正相关。Cphsp90基因的表达还具有组织特异性, 35℃处理幼虫的表皮中Cphsp90相对表达量显著高于血淋巴、 脂肪体和中肠, 应激响应最为活跃。与未经温热预处理的昆虫相比, 35℃温热预处理3 h后的5龄幼虫在40, 45和50℃更高的温度胁迫下, Cphsp90 mRNA达到最高表达量所需要的胁迫温度有所提升, 由未经预热处理的40℃处理10 min提高到45℃处理10 min, 这与温热预处理会增强5龄幼虫耐热性的现象相符, 表明Cphsp90基因的响应表达在苹果蠹蛾耐热性及其可塑性过程中发挥重要的作用。     

沙葱萤叶甲热激蛋白基因GdHsp70的克隆与表达模式分析

【目的】本研究旨在克隆沙葱萤叶甲Galeruca daurica热激蛋白Hsp70基因,并对其进行序列和表达模式分析,探讨该基因在沙葱萤叶甲生长发育及响应温度胁迫方面的作用。【方法】采用RT-PCR和RACE技术从沙葱萤叶甲2龄幼虫中克隆Hsp70基因,并进行生物信息学分析;用Wo LF PSORT在线软件进行亚细胞定位预测;采用实时荧光定量PCR检测该基因在沙葱萤叶甲成虫不同组织(头、胸和腹)中、不同发育阶段(卵、1-3龄幼虫、蛹、雌雄成虫)、不同温度(-14,-10,-5,0,5,10,15,20,25和30℃)处理1 h的2龄幼虫及0℃下分别处理0 min,15 min,30min,1 h,1.5 h,2 h和3 h时卵中的相对表达量。【结果】克隆获得一个沙葱萤叶甲Hsp70基因并命名为GdHsp70(GenBank登录号:KY460462),该基因全长2 340 bp,开放阅读框(ORF)1 899 bp,编码632个氨基酸,预测蛋白质分子量为70.12 k D,等电点(p I)为4.79,无跨膜区,无信号肽。蛋白质亚细胞定位预测该蛋白主要位于细胞质内。蛋白质结构域分析表明,GdHsp70有3个功能保守区。同源比对与系统进化分析表明,GdHsp70与分类学关系上较为接近的昆虫的同源蛋白间有较高的相似度。组织特异性和不同发育阶段表达分析表明,GdHsp70在沙葱萤叶甲成虫胸部和卵期表达量最高;高温和低温胁迫均能诱导沙葱萤叶甲2龄幼虫体内GdHsp70的表达,其中-10℃处理1 h表达量最高;0℃低温处理卵15 min至3 h后均能诱导GdHsp70不同程度的表达上调,其中处理1 h上调幅度最大。【结论】沙葱萤叶甲GdHsp70与该虫的生长发育相关,并对高低温胁迫的响应有重要作用。     

环链棒束孢hsp90基因的克隆及冷热胁迫下的表达特征分析

通过本地Blast筛选转录组数据库方法,首次克隆了环链棒束孢热休克蛋白90基因全长cDNA序列,命名为Ichsp90（GenBank登录号KT944289）。克隆结果表明,该序列含有2 284个碱基,包括一个含2 097个碱基的开放阅读框,编码699个氨基酸,推测蛋白的分子量为79.23kDa,等电点（pI）为4.86,且含有5个Hsp90家族特征基序和胞质特征序列MEEVD,推导的氨基酸序列与其他丝状真菌相似性在92%-96%之间。用qRT-PCR方法分析了冷热胁迫下,该基因在环链棒束孢中的相对表达情况,结果表明：在4℃冷胁迫下15min检测到Ichsp90表达量下降到最低点,为对照的-1.8倍;随后表达量开始上升,至120min表达量是对照的1.07倍。在39℃高温胁迫下,60min Ichsp90表达量达到最高峰,为对照样品的5.02倍;随后表达量开始下降,至110min为对照样品的2.46倍。因此推测,Ichsp90基因在环链棒束孢抵抗外界温度胁迫中发挥重要的作用。     

南亚实蝇鞣化激素基因的克隆与表达分析

【目的】克隆南亚实蝇Zeugodacus tau鞣化激素基因,分析其分子特征及时空表达模式,为探索其生理功能奠定基础。【方法】利用同源克隆和RACE技术从南亚实蝇刚羽化成虫中克隆鞣化激素基因bursicon-α和bursicon-β的全长cDNA序列,并用邻接法(neighbor-joining method)与其他昆虫同源序列构建系统发育进化树。利用荧光定量PCR技术检测这两个基因在南亚实蝇不同发育阶段(卵、1-3龄幼虫、预蛹、蛹和刚羽化成虫)的表达特性。【结果】克隆获得南亚实蝇鞣化激素基因bursicon-α(GenBank登录号:MH421861)和bursicon-β(GenBank登录号:MH421862)。bursicon-α基因开放阅读框为551 bp,编码183个氨基酸;bursicon-β基因开放阅读框为467 bp,编码156个氨基酸。基于两个鞣化激素基因的氨基酸序列的系统发育树分析显示,南亚实蝇Bursicon-α与Bursicon-β均与瓜实蝇Zeugodacus cucurbitae的同源蛋白亲缘关系最近,且与其他双翅目昆虫的同源蛋白聚为一类,形成独立的分支。荧光定量PCR结果表明,两个基因在南亚实蝇各龄期均有表达,均在第5天蛹和刚羽化成虫翅伸展时期表达量最高。【结论】bursicon-α和bursicon-β基因在南亚实蝇不同发育阶段表达量不同,推测其在南亚实蝇成虫表皮鞣化和翅的形成中发挥着重要作用。本研究为进一步探索鞣化激素在南亚实蝇生长过程中表皮的骨化、翅的重建等方面的功能机制奠定了基础。     

小分子热激蛋白基因HaHSP19.8在棉铃虫抗逆反应中的作用

【目的】小分子热激蛋白(small heat shock protein, sHSP)在昆虫抵御外界环境压力中至关重要。本研究旨在探究小分子热激蛋白sHSP19.8基因在棉铃虫Helicoverpa armigera生长发育、抵御高温胁迫和对Cry1Ac杀虫蛋白抗性机制中的作用,为更深入探析该基因作用机理及棉铃虫的防治奠定基础。【方法】通过PCR结合RACE克隆棉铃虫sHSP19.8基因序列,利用生物信息学软件对该基因序列进行分析;通过qRT-PCR测定Cry1Ac敏感棉铃虫5龄幼虫在40℃高温下处理1 h和2 h及饲喂含30 μg/mL Cry1Ac的人工饲料1 h和2 h后该基因的表达量,并测定抗感Cry1Ac棉铃虫不同发育阶段(1-5龄幼虫、蛹及成虫)和5龄幼虫不同组织(前肠、中肠、后肠、马氏管及表皮)中该基因的表达模式。【结果】获得了棉铃虫sHSP19.8基因的全长cDNA序列,命名为HaHSP19.8(GenBank登录号: XP_021195228.1),长608 bp,开放阅读框长528 bp,编码175个氨基酸残基,具有小分子热激蛋白的典型α-晶体结构域(α-crystallin domain, ACD)。该基因受40℃高温和30 μg/mL Cry1Ac杀虫蛋白诱导时在Cry1Ac敏感棉铃虫5龄幼虫中均过量表达;在Cry1Ac敏感棉铃虫整个发育阶段和5龄幼虫各组织中均表达,其中在成虫和5龄幼虫以及5龄幼虫表皮、马氏管和中肠内表达量较高;但是该基因在Cry1Ac抗性品系各个发育阶段和5龄幼虫各组织中表达量相比敏感品系都显著较低。【结论】结果说明HaHSP19.8参与棉铃虫生长发育和生理生化的过程,帮助昆虫抵御外界环境压力,并可能参与到棉铃虫对Cry1Ac的抗性机制中。     

松墨天牛小热激蛋白基因的克隆、表达谱及对温度胁迫的响应

【目的】松墨天牛Monochamus alternatus是我国南方松林中的重要蛀干害虫,也是林业检疫性病害——松材线虫病的主要媒介昆虫,其分布范围较广,对温度的适应性强,本研究旨在初步探讨松墨天牛对温度胁迫适应性的分子机制。【方法】采用RT-PCR与RACE技术克隆松墨天牛小热激蛋白(small heat shock protein,sHSP)基因的全长cDNA,结合生物信息学方法分析小热激蛋白的结构特征;利用qPCR技术测定该基因在松墨天牛不同发育阶段、4龄幼虫不同组织及不同低温和高温胁迫下4龄幼虫中的表达谱,并用geNorm,NormFinder和BestKeeper软件对不同温度下内参基因稳定性进行评价。【结果】获得松墨天牛sHSP基因的cDNA全长序列,命名为MaltHSP21.20(GenBank登录号:MH091811),全长为871 bp,编码187个氨基酸,信号肽预测表明其N末端含有18个氨基酸的信号肽,成熟蛋白预测分子质量为21.20 kD,等电点为8.65。结构域预测符合小热激蛋白家族的特征,共含有10个β折叠片,在α结构域内含有7个β折叠片。进化树分析表明该蛋白氨基酸序列与光肩星天牛Anoplophora glabripennis的sHSP有较高的同源性。不同软件分析得到最稳定的内参基因存在差异,结合3种方法评价得出RPL10最为稳定。MaltHSP21.20在不同发育阶段的松墨天牛体内均有表达,滞育幼虫中表达量最高,卵期及蛹期表达量次之;在4龄幼虫不同组织中均有分布,脂肪体中表达量最高;4龄幼虫MaltHSP21.20对低温诱导无响应,其表达量在35℃时显著上调,45℃处理2和3 h最高,50℃时下降。【结论】RPL10是不同温度胁迫下较稳定的内参基因。相比其他热激蛋白基因,MaltHSP21.20对低温敏感性较低,推测其在幼虫滞育越冬及抵抗高温中发挥重要作用。     

番茄热激蛋白90的全基因组鉴定及分析

热激蛋白90(Heat shock protein 90,Hsp90)是植物应对不良环境胁迫产生的一类特定的抗逆蛋白。文章以番茄(Solanum lycopersicum L.)基因组数据为平台,借助生物信息学方法对Hsp90基因家族进行鉴定与分析。结果表明,番茄至少含有7个Hsp90基因,不均匀分布在6条染色体上,氨基酸序列长度为267~794aa,内含子数目为2~19;共线性分析发现两对基因(Hsp90-1和Hsp90-3,Hsp90-5和Hsp90-7)以片段重复形式存在。MEME(Multiple Em for Motif Elicitation)分析显示,番茄Hsp90基因编码的氨基酸序列具有多个保守基序;聚类分析揭示番茄、水稻(Oryza sativa L.)和拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)Hsp90基因可以分为5组,存在3对直系同源基因和4对旁系同源基因;基于RNA-seq数据库表达分析发现,3个基因(Hsp90-5、Hsp90-6和Hsp90-7)在营养器官和生殖器官中表达量较高,4个基因(Hsp90-1、Hsp90-2、Hsp90-3和Hsp90-4)除在番茄转色后10 d的果实中表达量较高外,其余组织中表达量均较低;对Hsp90基因启动子序列进行分析,发现了多个参与植物对逆境胁迫的顺式作用元件,如HSE、CCAAT-box。此外,qRT-PCR检测结果表明,在叶片热胁迫条件下,番茄Hsp90基因的表达量均存在增强趋势,表明这些基因参与了番茄叶片应对高温胁迫的反应。研究结果为鉴定番茄Hsp90基因的功能和进化起源奠定了基础。     

甜菜夜蛾HSP90基因克隆及高温胁迫下其表达量的变化

为阐明热激蛋白90（heat shock protein 90, HSP90）在甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)幼虫抵抗高温过程中的作用, 克隆了其HSP90基因cDNA全长序列, 并检测了在系列高温胁迫下不同龄期幼虫体内其相对表达量。根据已报道的热激蛋白90基因序列同源性设计简并引物, 利用反转录聚合酶链式反应（RT-PCR）结合cDNA末端快速扩增（RACE）技术成功克隆了甜菜夜蛾HSP90基因全长cDNA（GenBank登录号FJ862050）。该cDNA序列开放阅读框长2 154 bp, 编码717个氨基酸, 预测的相对分子量和等电点分别为82.6 kD和5.0。该序列具有HSP90家族的典型特征和特殊的功能结构域, 并且与多种生物的HSP90基因序列有较高的同源性。为了研究HSP90抵抗高温的作用, 构建荧光定量RT-PCR体系, 检测了37, 39, 41, 43和45℃胁迫下甜菜夜蛾不同龄期幼虫体内HSP90表达量的变化。结果表明, 高温胁迫对甜菜夜蛾幼虫体内的HSP90表达具有明显的诱导作用。幼虫体内HSP90表达量随着温度升高呈增加的趋势。43℃和45℃胁迫下, 各龄幼虫体内HSP90的表达量均显著高于常温（P< 0.05）, 但不同龄期之间没有显著差异。这说明HSP90在甜菜夜蛾幼虫抗高温中起到重要作用。     

热激蛋白90与中红侧沟茧蜂的发育关系

根据热激蛋白90(the heat shock proteins90,Hsp90)基因序列的保守性,设计引物,采用PCR结合RACE扩增的方法克隆得到中红侧沟茧蜂Microplitis mediatorHaliday Hsp90cDNA全序列,并用半定量RT-PCR的方法研究Hsp90与中红侧沟茧蜂发育及滞育间的关系。结果表明,滞育条件和非滞育条件下,热激和冷激都能诱导Hsp90的表达;不论在滞育还是非滞育条件下,Hsp90表达量均在2龄初期最高,随发育时间的增加逐渐降低,成虫期表达量又显著升高;滞育褐茧在4℃保存初期,Hsp90呈现高表达且随保存时间的增加而降低。