谢氏宽漠王β-actin基因cDNA克隆、序列分析及表达量检测

β-actin是actin家族的一员,在维持细胞结构、运动和分裂等细胞生理活动方面发挥着重要作用,是基因定量实验中最常用的内参之一。本实验采用同源克隆和RACE技术扩增得到谢氏宽漠王Mantichorula semenowi β-actin基因。序列分析结果表明,该基因cDNA全长1 372 bp,开放阅读框长1 131 bp,编码376个氨基酸,5′和3′末端非翻译区域(UTR)分别为66 bp和175 bp;该序列与其他动物β-actin基因核苷酸序列具有96%～99%高度同源性。β-actin表达量检测结果显示热激后不同恢复时间其表达量无明显变化,且与未经热激处理的对照相比无显著差异。表明β-actin是研究受外界环境胁迫作用下昆虫体内不同基因表达水平的可靠内参基因。     

光滑鳖甲热休克蛋白70基因的克隆及表达

根据GenBank中发表的昆虫热休克蛋白70 (heat shock protein 70, HSP70) 基因的保守序列设计引物,利用PCR结合RACE扩增的方法,获得新疆荒漠昆虫光滑鳖甲Anatolica polita borealis热休克蛋白70基因,命名为APhsp70 (GenBank注册号为EF569673)。测序结果表明,序列长为2 092 bp,由核酸序列推演出的蛋白质分子量为70 kD,含653个氨基酸残基。基因结构分析表明APhsp70不含内含子序列。通过Northern blotting和半定量RT-PCR技术研究昆虫在受到不同温度胁迫时该基因的表达规律,结果表明：在45℃处理时,昆虫体内该基因的表达水平显著上升。并且,当机体受到-5℃低温胁迫并在室温恢复15 min后APhsp70的表达量也显著升高;但是4℃和-10℃低温处理组APhsp70的表达未见明显变化。     

棉铃虫P450基因CYP6AE12和CYP9A18的克隆与mRNA表达水平

采用RT-PCR和RACE技术克隆到2个新的棉铃虫细胞色素P450基因：CYP6AE12和CYP9A18。CYP6AE12的cDNA编码区长1 569 bp,编码523个氨基酸;CYP9A18的cDNA编码区长1 590 bp,编码530个氨基酸。用实时定量PCR技术分析了这2个基因在棉铃虫YS敏感品系和YS-FP抗性品系(由氰戊菊酯加辛硫磷混剂筛选YS品系而得) 6龄幼虫脂肪体和中肠中mRNA的表达水平。结果表明：CYP6AE12和CYP9A18的mRNA表达具有组织特异性,CYP6AE12在脂肪体中表达量较高,而CYP9A18在中肠中的表达量较高。与相对敏感品系YS相比,CYP6AE12在YS-FP抗性品系中肠和脂肪体中的mRNA表达量分别为YS品系的3.6倍和1.3倍;CYP9A18在YS-FP品系中肠和脂肪体的mRNA表达量分别为YS品系的0.3倍和1.0倍。CYP6AE12的过量表达与YS-FP品系棉铃虫的抗药性可能有一定关系。     

共生菌Cardinium对朱砂叶螨的生殖调控作用

为了了解共生菌Cardinium对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus (Boisduval)的生殖调控作用,从检测到感染Cardinium的种群中选取山西运城和甘肃兰州2个感染率较高的种群作为实验材料,对Cardinium在寄主生殖调控方面的作用进行研究。通过人工培养100%感染Cardinium的种群和100%不感染的种群,并从中挑取不同感染类型的雌雄螨单独进行杂交实验,设立感染Cardinium(♀)×感染Cardinium(♂),感染Cardinium(♀)×不感染(♂),不感染(♀)×感染Cardinium(♂),不感染(♀)×不感染(♂) 4种杂交组合。结果发现,抗生素处理后不感染的雌螨和受感染雄螨的交配表现出了单向的胞质不亲和,而且2个种群表现出了2种类型：在山西种群不亲和的组合中,CI表现为卵孵化率显著降低,多数雌螨都产生出F₁雌螨后代,但是F₁代雌螨数量相对于其他3种组合明显减少; 而在甘肃种群不亲和的组合中则表现为卵全部孵化且幼螨100%存活,但全部为雄螨后代。2个种群中Cardinium的亲缘关系非常相近,而它们却能够在不同的地理种群中表现出不同的CI表型,这提示亲缘关系非常接近的品系也可以产生不同的表型。研究结果为深入揭示Cardinium的感染机制和生殖调控作用提供重要基础。     

家蚕细胞色素P450基因Bmcyp6u1的克隆、序列分析与表达谱

细胞色素P450第6亚家族基因为昆虫所特有,与抗性相关。为了检测家蚕Bombyx mori cyp6u1基因是否与耐氟性相关,首先克隆了cyp6u1基因。采用生物信息学方法获得与黑腹果蝇Drosophila melanogaster cyp6u1基因同源的家蚕B. mori cyp6u1基因序列, 预测该序列的开放阅读框（ORF）为1 476 bp, 编码491个氨基酸, 推定的蛋白质分子质量为56.15 kD, 等电点为9.23。以家蚕5龄第3天幼虫精巢cDNA为模板, 设计特异引物PCR扩增出一条约1 500 bp的条带, 大小与家蚕cyp6u1序列的ORF预测值接近, 命名为Bmcyp6u1基因（GenBank登录号：HM130560）。同源性分析表明, Bmcyp6u1基因与蜜蜂Apis mellifera的同源基因cyp6AS13的相似性为56%, 与拟南芥Arabidopsis thaliana的cyp72A82的相似性为48%, 与人Homo sapiens的cyp3A7基因的相似性为50%。芯片数据分析表明, Bmcyp6u1基因在家蚕5龄第3天幼虫各组织表达量很低, 只在精巢组织(5龄第3天)稍有表达, 推测该基因具有组织特异性。     

棉铃虫细胞色素P450 CYP6B7基因的克隆与融合表达

细胞色素P450 CYP6B7被推测与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性有关,但至今尚无CYP6B7参与杀虫剂代谢方面的直接证据。为揭示CYP6B7的代谢功能,作者以棉铃虫幼虫基因组DNA 为模板,以CYP6B7基因设计特异性引物,扩增出包含321 bp内含子的CYP6B7基因。用反向PCR的方法消除内含子,获得包含完整的CYP6B7基因的开放阅读框。将CYP6B7基因与pMAL-c2X载体连接,并转化E.coli TB1细胞,在IPTG诱导下,CYP6B7能与载体基因编码的麦芽糖结合蛋白（MBP）在大肠杆菌中融合表达,表达产物经直链淀粉（amylose） 柱亲和层析分离洗脱后,得到SDS-PAGE电泳纯的融合蛋白。     

香港潜蝇科(双翅目)的分类研究

报道了香港22种潜蝇科昆虫,其中包括5新种、6个中国大陆新记录种。新种模式标本分藏于下列两处： Melanagromyza squamifera sp. nov., Ophiomyia imparispina sp. nov., Phytomyza redunca sp. nov.的模式标本保存于日本东京自然博物馆; Melanagromyza dipetala sp. nov., Ophiomyia vasta sp. nov.的模式标本保存于美国夏威夷比肖普博物馆。     

棉铃虫P450基因CYP9A12酵母表达产物对拟除虫菊酯的代谢作用

细胞色素P450氧化酶解毒代谢作用增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因,棉铃虫细胞色素P450氧化酶基因CYP9A12的组成型过量表达与拟除虫菊酯抗性相关。为了进一步明确棉铃虫细胞色素P450氧化酶基因CYP9A12与拟除虫菊酯类杀虫剂抗性的关系,采用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae表达系统异源表达了CYP9A12基因,检测了该基因的酵母表达产物对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯、甲氰菊酯和联苯菊酯4种药剂的离体代谢作用。结果表明：含有CYP9A12外源基因的重组酵母细胞裂解液对溴氰菊酯、氟氯氰菊酯和联苯菊酯的代谢率分别为8.58,5.85和3.94 pmol/min·mg protein,而没有检测到对甲氰菊酯的代谢。本研究表明了CYP9A12具有代谢多种拟除虫菊酯的能力,也为CYP9A12参与拟除虫菊酯的解毒代谢提供了直接证据。     

棉铃虫性染色体两种分子标记的克隆及序列分析

为了建立棉铃虫Helicoverpa armigera性染色体的特异性分子标记,利用RAPD-PCR技术对雌雄棉铃虫基因组DNA进行筛选,从500种随机引物中筛选到1 条引物（Operon编号为AF-18）,可扩增出1条约450 bp 的雌性特异片段。经克隆测序并合成特异引物进行验证,表明该片段为棉铃虫雌性特异分子标记,位于W染色体上。利用家蚕、果蝇等昆虫Kettin基因序列,克隆了棉铃虫的同源基因HaKettin片段,并采用荧光定量PCR技术,以棉铃虫的DH-PBAN基因为参照基因,检测棉铃虫雌雄不同个体间HaKettin基因与DH-PBAN基因的拷贝数之比,结果表明：雄体HaKettin∶DH-PBAN=1.0,雌体HaKettin∶DH-PBAN=0.5,据此推断HaKettin基因位于棉铃虫Z染色体上。     

Cloning and expression analysis of a HSP70 gene from Pacific abalone (Haliotis discus hannai)

Heat shock protein 70 (HSP70), the primary member of HSPs that are responsive of thermal stress, is found in all multicellular organisms and functions mostly as molecular chaperon. The inducible HSP70 cDNA cloned from Pacific abalone (Haliotis discus hannai) using rapid amplification of cDNA ends (RACE), was highly homologous to other HSP70 genes. The full-length cDNA of the Pacific abalone HSP70 was 2631bp, consisting of a 5'-terminal untranslated region (UTR) of 90bp, a 3'-terminal UTR of 573bp with a canonical polyadenylation signal sequence AATAAA and a poly (A) tail, and an open reading frame of 1968bp. The HSP70 cDNA encoded a polypeptide of 655 amino acids with an ATPase domain of 382 amino acids, the substrate peptide binding domain of 161 amino acids and a C-terminus domain of 112 amino acids. The temporal expression of HSP70 was measured by semi-quantitative RT-PCR after heat shock and bacterial challenge. Challenge of Pacific abalone with heat shock or the pathogenic bacteria Vibrio anguillarum resulted in a dramatic increase in the expression of HSP70 mRNA level in muscle, followed by a recovery to normal level after 96h. Unlike the muscle, the levels of HSP70 expression in gills reached the top at 12h and maintained a relatively high level compared with the control after thermal and bacterial challenge. The upregulated mRNA expression of HSP70 in the abalone following heat shock and infection response indicates that the HSP70 gene is inducible and involved in immune response.     

双齿围沙蚕诱导型热休克蛋白70基因的克隆及Cu胁迫下的表达分析

本研究主要评估了双齿围沙蚕热休克蛋白70(HSP70)基因的分子特征,记录了其对于液态Cu²⁺胁迫的基因表达情况,并通过测序获得的HSP70 cDNA序列与其他沙蚕及无脊椎动物HSP70同源性比对来判定蛋白特性.结果表明: 该HSP70基因全长cDNA序列共2161 bp,包括5′非翻译区48 bp,3′非翻译区142 bp,一个多聚腺苷酸信号序列(AATAAA)和Poly A尾巴以及开放阅读框1971 bp.阅读框共编码656个氨基酸,总分子量为71.43 kD,理论等电点为5.15.该氨基酸序列中含有HSP70家族的3个签名序列——IDLGTTYS、IFDLGGGTFDVSIL和IVLVGGSTRIPKIQK,以及细胞质特异性调控基序EEVD,C端重复序列GGMP.同源性分析表明,本研究所获双齿围沙蚕HSP70氨基酸序列与已报道的序列相似性高达94%,与其他无脊椎生物的HSP70相似性也高达79%以上.荧光实时定量PCR分析表明,Cu²⁺(0.2～5.0 mg·L^-1)胁迫能够显著诱导沙蚕HSP70 mRNA表达,并于1 d后达到峰值.本研究系统描述了双齿围沙蚕HSP70的分子特性,其可被液态Cu²⁺诱导表达,具备作为环境污染分子生物标记物的潜力.     

Cloning and expression of HSP70 gene of sipuncula Phascolosoma esculenta

In this study the gene encoding HSP70 was isolated from Phascoloma esculenta by homologous cloning and rapid amplification of cDNA ends (RACE). The full-length of cDNA (2520 bp) consists of a 5′-terminal untranslated region (UTR) (125 bp), a 3′-terminal UTR (421 bp) with a canonical polyadenylation signal sequence (AATAAA), a poly (A) tail, and an open reading frame (ORF) (1974 bp). The predicted molecular mass and isoelectric point for HSP70 is 71.6 kDa and 5.15, respectively. BLAST analysis showed that P. esculenta HSP70 gene shared high similarity. Classical HSP signature motifs, ATP/GTP-Binding Site Motif A, Bipartite Nuclear Targeting Sequence, the cytosolic HSP70 could be expressed in Escherichia coli BL21. After purification, the recombinant pET-HSP70 protein was used to produce the polyclonal antibody in mice and the specificity of the antibody was confirmed by Western blot analysis. Fluorescent real-time quantitative PCR analysis showed that expression of Hsp70 in sipuncula was increased significantly after exposure to 10 mM Zn for12 h, Cd for 24 h, Cu for 48 h, and was exposure to 37 °C for 24 h sea water.     

三角帆蚌热休克蛋白70基因克隆及其表达分析

对三角帆蚌HSP70基因序列进行全长克隆及其分子生物学分析,并检测其在不同水温刺激下鳃组织中的表达变化。通过高通量转录组测序获得三角帆蚌HSP70基因（HcHSP70）长片段,采用3'RACE对其进行了3'末端克隆,经拼接得到HcHSP70 cDNA全长序列。采用多种分子生物学软件对HcHSP70 cDNA全长序列进行了特征分析,采用实时荧光定量PCR技术检测了其组织分布,并结合Western-blot技术检测蚌鳃中该基因mRNA与蛋白经不同水温刺激后的表达变化。结果显示,HcHSP70 cDNA全长为2298 bp,其中开放阅读框为1974 bp,编码657个氨基酸。预测分子量大小为71.6 Ku,pH7.0时的理论等电点为5.61。氨基酸序列分析表明,HcHSP70氨基酸序列含HSP70家族的3个标签序列（I₉DLGTTYS₁₆、I₁₉₇FDLGGGTFDVSIL₂₁₀和I₃₃₆ VLVGGSTRIPKVQK₃₅₀）,与长牡蛎及泥蚶的HSP70同源性最高（91%）。实时荧光定量PCR检测结果显示,HcHSP70在鳃、性腺、肝胰腺、外套膜及肌肉等5种被检组织中均有表达,以肝胰腺中的表达水平最高。实时荧光定量PCR与Western-blot技术检测皆表明,蚌鳃组织中HcHSP70基因与蛋白的表达量在37℃时达到最高,而在40℃水温刺激下表达水平下调至正常值,表明其在适应高温刺激时发挥了重要作用。     

克氏原螯虾一种诱导型HSP70基因克隆及分析

克氏原螯虾是我国淡水虾类养殖的重要品种,具有很强的抵御各种环境胁迫和各种刺激的能力。本文以该虾为对象,通过基因克隆以及从基因水平探讨HSP70s与环境应激之间的关系,为深入研究水生无脊椎动物HSP70s功能提供基础。采用RT-PCR和RACE方法从克氏原螯虾（Procambarus clarkii）心脏组织中克隆得到一种HSP70 cDNA（scHSP70）,其全长为2271bp,包括1902bp的完整编码序列、142bp的5′及221bp的3′端非翻译区, GenBank登陆号DQ301506。基因组DNA扩增表明该基因仅由一个外显子组成。根据cDNA序列推导出scHSP70由635个氨基酸组成,分子量为69.6kD,理论等电点为5.34。该序列存在真核细胞HSP70家族的三个特征标签。SWISS-MODEL蛋白三维结构预测显示scHSP70在N端形成ATP酶结构域,在近C端形成底物肽结合结构域。克氏原螯虾在系统发生树上的进化地位与传统分类学相一致。半定量RT-PCR实验表明,scHSP70有广泛的组织分布,在心脏中表达量最高,在血液中最少。热激后该基因大量表达,说明该基因是一种诱导型HSP70。这为从蛋白水平研究克氏原螯虾HSP70与环境应激之间的关系提供基础。     

黄颡鱼HSC70基因及其组织表达分析

热休克蛋白70（HSP70）与生物体的抗胁迫能力密切相关。本文采用RACE (Rapid amplification of cDNA ends) 技术,从黄颡鱼Pelteobagrus fulvidraco克隆到一种组成型热休克蛋白（HSC70）基因及其cDNA。该cDNA全长2245bp,包括5′非编码区82bp,3′非编码区225bp,开放阅读框(ORF) 1938bp,编码645个氨基酸组成的蛋白质。黄颡鱼HSC70基因含有8个内含子,与人、鼠、虹鳟和花斑溪鳉的HSC70基因内含子数目相同,位置相似。其中,最长内含子（873bp）位于5′端非编码区,其余内含子（长度在80－251bp之间不等）均在编码区以内。黄颡鱼HSC70基因编码的氨基酸序列与南方鲶的相似度最高,达96.13%,与欧洲银鲫和团头鲂的相似度分别为94.45%和94.14%。RT-PCR检测显示,正常情况下黄颡鱼HSC70在血细胞、心脏、肝、头肾、脾、鳃、肌肉和脑中均有表达,但表达量在鳃中最高,肌肉中最低;统计结果显示,热激后HSC70在血细胞、肝、头肾和脑中的表达量显著上升(p<0.05),而在其余组织中热激前后的表达差异不显著(p>0.05)。     

二化螟热休克蛋白70基因的克隆及热胁迫下的表达分析

热休克蛋白70是已知热休克蛋白家族中最重要的一种, 它在细胞内的大量表达可以明显改善细胞的生存能力, 提高对环境胁迫的耐受性。为探讨热胁迫对二化螟Chilo suppressalis幼虫热休克蛋白70表达的影响, 采用RT-PCR及RACE技术从二化螟血淋巴细胞中克隆了热休克蛋白70基因全长cDNA序列。该基因全长2 102 bp, 开放阅读框 (open reading frame, ORF)为1 959 bp, 编码652个氨基酸; 5′非编码区（untranslated region, UTR)为81 bp, 3′UTR为62 bp。从该基因推导的氨基酸序列与其他昆虫的同源序列比较有很高的相似性（73%~97%)。实时定量PCR显示二化螟HSP70基因能被热胁迫诱导表达, 幼虫血淋巴细胞的HSP70基因在36℃时表达量最高。流式细胞术研究发现HSP70在蛋白质水平上的表达变化与在mRNA水平上高度一致, 说明二化螟HSP70基因在转录及翻译水平上受到热应激的调节。     

马氏珠母贝(Pinctada fucata martensii)Pm-HSP70基因的克隆及其对温度胁迫的响应

本实验利用RACE技术克隆获得了马氏珠母贝HSP70 (Pm-HSP70)基因,并对其基因和氨基酸序列结构特征进行了生物信息学分析,同时采用荧光定量PCR技术分析了该基因在不同组织的表达模式及不同温度下的时序表达模式。序列分析表明,Pm-HSP70 cDNA序列全长为2 215 bp,其中开放式阅读框1 899 bp,5'UTR 107 bp,3'UTR 209 bp,编码632个氨基酸,理论蛋白分子量为69.44 kD,理论等电点为5.61。该蛋白具有HSP70家族典型的结构域HSP70,以及ATP结合位点、细胞质特征性保守序列和3个HSP70家族标签。多序列比对结果表明Pm-HSP70与菲律宾蛤仔HSP70同源性最高,为80%;系统进化分析发现,Pm-HSP70与菲律宾蛤仔等贝类HSP70聚为一支。组织表达定量分析结果显示,Pm-HSP70在马氏珠母贝多个组织中均有表达,在肝胰腺中表达量最高,其次是性腺;对不同温度下鳃组织中Pm-HSP70的时序表达分析发现,在处理后各时间点高温组(32℃)基因表达水平最高,且均显著高于对照组(22℃)和低温组(17℃)。以上结果表明Pm-HSP70可能参与马氏珠母贝的高温胁迫响应。该研究为进一步探索Pm-HSP70在马氏珠母贝温度适应性中的作用提供了基础资料。