粘虫类钙粘蛋白基因的克隆、序列分析及时空表达

昆虫中肠膜类钙粘蛋白（cadherin-like protein, CLP）是苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis (Bt)毒素的重要受体之一, 与Bt毒素的杀虫作用机制以及昆虫对Bt毒素的抗性等密切相关。本研究应用RT-PCR和RACE技术, 克隆了迁飞性重要害虫粘虫Mythimna separata类钙粘蛋白基因全长cDNA序列（命名为Msclp, GenBank登录号为JF951432）, 全长5 642 bp, 编码1 757个氨基酸, 推导的氨基酸序列具有昆虫类钙粘蛋白的特征结构, 包括1个信号肽、 1个前蛋白区、 12个钙粘蛋白重复、 1个近膜区、 1个跨膜区和1个胞质区。预测的分子量和等电点分别为196.786 kD和4.5。该蛋白与同科的烟夜蛾Helicoverpa assulta、 烟芽夜蛾Heliothis virescens、 棉铃虫Helicoverpa armigera及甜菜夜蛾Spodoptera exigua的类钙粘蛋白亲缘关系最近, 氨基酸序列一致性分别为61.77%, 61.66%, 61.26%和58.14%。荧光定量RT-PCR分析表明, 该类钙粘蛋白基因在不同龄期的粘虫幼虫中表达量差异极显著(P<0.01), 其中4龄幼虫相对表达量最高, 但与3龄、 6龄幼虫并没有显著性差异; 1和2龄幼虫表达量最低; 表达部位主要在粘虫中肠, 在中肠以外的虫体其他部位表达量极低。这些结果对于揭示转Bt作物对非靶标、 迁飞性粘虫的杀虫作用机制以及评价其潜在的对Bt毒素抗性机制等奠定了基础。     

棉铃虫中肠钙粘蛋白基因的克隆、表达及Cry1A结合区定位

钙粘蛋白是动物糖蛋白的一个家族, 在细胞与细胞间粘附过程中起着重要作用. 最近的研究表明, 昆虫中肠膜上的钙粘蛋白是Bt毒素Cry1A的受体, 它的变异与昆虫对Bt产生抗性有关. 通过简并引物PCR扩增结合RACE技术克隆了编码棉铃虫中肠钙粘蛋白的完整cDNA序列, 该cDNA全长5581 bp(已经在GenBank中登记, 序列号为AF519180), 编码1730个氨基酸, 预测分子量和等电点分别为195.39 kD和4.23. 推导的氨基酸序列包括一个信号肽、一个前蛋白区、11个钙粘蛋白重复、一个靠近细胞膜的区域、一个跨膜区和细胞质内部分. 序列比较结果表明, 推导的氨基酸序列与烟蚜夜蛾钙粘蛋白氨基酸序列同源性最高, 达到84.2%; 与家蚕、烟草天蛾和棉红铃虫的钙粘蛋白氨基酸序列同源性分别为60.3%, 57.5%和51.0%. 用PCR方法获得了不同大小的钙粘蛋白基因片段, 缺失体表达和配体结合试验表明, 重组钙粘蛋白能与Cry1Ac发生结合, 结合区位于第1217～1461位的244个氨基酸组成的肽链上. 半定量RT-PCR结果表明, 钙粘蛋白主要在棉铃虫中肠表达, 在前肠和后肠表达量很低, 在肠道以外的组织中不表达. 棉铃虫对Cry1Ac产生抗性后, 钙粘蛋白的表达量明显降低. 证实了棉铃虫中肠钙粘蛋白是Bt毒素Cry1Ac的受体, 并且将钙粘蛋白与Cry1Ac结合的区域定位到244个氨基酸组成的肽链上, 推测钙粘蛋白表达量降低是棉铃虫对Cry1Ac产生抗性的主要原因之一. 以上研究对于明确棉铃虫对Bt产生抗性的机制以及发展分子技术快速检测田间抗性基因的频率具有非常重要的意义.     

Bt杀虫晶体蛋白受体分子的结构与功能

苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis, Bt)杀虫蛋白与昆虫中肠细胞膜上受体的结合是Bt毒素作用的关键环节和决定Bt杀虫蛋白选择性的关键因素。受体与Bt杀虫蛋白结合能力的改变可能是昆虫对Bt产生抗性的主要原因,也因此成为近年来国际上的研究热点和焦点,并取得了突破性的进展。该文就昆虫体内Bt毒素的４种受体：氨肽酶N、类钙粘蛋白、碱性磷酸酶以及最近报道的糖脂类受体的结构、功能、受体与毒素的结合特性、受体基因在离体细胞中的表达特性以及受体基因的突变与害虫对Bt毒素的抗性等方面进行了综述。     

昆虫类钙粘蛋白与Bt Cry1A蛋白之间的相互作用

类钙粘蛋白(cadherin-likeprotein)位于昆虫中肠刷状缘膜囊泡(brushbordermembranevesicles,BBMV)上,是苏云金芽孢杆菌(Bacillusthuringiensis,Bt)产生的杀虫晶体蛋白(BtCry蛋白)的主要受体之一。它能够与BtCry蛋白结合,引起细胞膜的渗透性发生改变,促进BtCry蛋白对敏感昆虫的毒杀作用。类钙粘蛋白基因的突变还能导致敏感昆虫对BtCry蛋白产生抗性。因此,研究昆虫类钙粘蛋白与BtCry蛋白之间的相互作用,将有助于揭示BtCry蛋白杀虫作用机理。文章对昆虫类钙粘蛋白种类、结构特征、在昆虫体内的分布、及其与BtCry蛋白之间的相互作用等方面的研究现状进行详细论述。     

基于基因组与蛋白组分析挖掘高效杀虫菌株Bt S2480-1毒蛋白基因

[目的]鉴定苏云金芽孢杆菌野生型菌株Bt S2480-1的杀虫活性并挖掘该菌株含有的杀虫基因资源。[方法]采用Illumina Hiseq2000测序平台对Bt S2480-1菌株进行全基因组测序,通过生物信息学方法获得该菌株的基因组信息、基因预测以及毒蛋白基因预测识别;随后,利用LTQ-Obitrap nano-LC-MS/MS系统对该菌株的总蛋白进行了质谱分析;最后以致倦库蚊幼虫和甜菜夜蛾幼虫为靶标昆虫对该菌株进行了生物活性测定。[结果]Bt S2480-1基因组大小为6.2 Mb,GC含量为35.11%,拼接得到1个拟核和3个大质粒的可视化草图,预测编码基因6 297个,其中含有12个预测毒蛋白基因。Bt S2480-1菌株总蛋白在LTQ-Orbitrap MS/MS质谱分析中共有 1500个蛋白质获得鉴定,鉴定获得11个毒蛋白。Bt S2480-1菌株总蛋白对致倦库蚊幼虫表现出非常高的杀蚊活性,而对甜菜夜蛾幼虫杀虫活性相对偏弱,其LC₅₀分别为27.636 μg/mL (95% FL:12.559‒61.707μg/mL)和496.833 μg/mg (95% FL:320.134-776.964μg/mg)。[结论]Bt S2480-1菌株基因组分析显示共含有12个预测毒蛋白基因,LTQ-Orbitrap MS/MS鉴定获得11个毒蛋白,Bt S2480-1菌株总蛋白对致倦库蚊和甜菜夜蛾幼虫都具有杀虫活性。     

小菜蛾中肠Polycalin蛋白的基因克隆、表达及与Cry1Ac毒素的结合特性分析

【目的】Polycalin蛋白是一种新发现的Bt毒素受体,可能与昆虫对Bt的抗性有关。本研究旨在明确小菜蛾Plutella xylostella Polycalin蛋白与Bt Cry1Ac毒素的关系。【方法】本研究通过PCR结合RACE技术从小菜蛾3龄幼虫中肠克隆获得Polycalin蛋白基因的全长cDNA序列,采用实时定量PCR技术研究Polycalin蛋白在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织及用不同浓度Cry1Ac毒素饲喂3龄幼虫后的表达量。提取小菜蛾幼虫中肠的刷状缘膜囊泡(BBMV),运用合成多肽的方法制备Polycalin蛋白抗体,利用Western blot和Ligand blot技术对小菜蛾Polycalin蛋白进行鉴定,分析其与Cry1Ac毒素的结合特性。【结果】克隆得到的小菜蛾Polycalin蛋白基因的cDNA序列全长为9 102 bp(GenBank登录号:MF138149),其中,开放阅读框为8 778 bp,编码2 925个氨基酸;预测蛋白质分子量为326.38 kD,等电点为4.39;在推导的氨基酸序列中,前20个氨基酸为N-末端信号肽序列,含有14个N-糖基化位点,67个O-糖基化位点,6个脂质运载蛋白特征序列,6个脂质运载蛋白位点和13个类脂质运载蛋白结构域,并且在第20和21位(TSG-QVV)氨基酸之间存在一个裂解位点,在C-末端存在2个GPI结合位点,具有Bt毒素受体的特征。该蛋白在幼虫期的表达量较高,尤其在3龄幼虫体内表达量最高,在蛹和成虫中的表达量最低;在4龄幼虫的头、胸、腹中均有表达,在幼虫腹部中的表达量最高;3龄幼虫取食不同浓度的Cry1Ac毒素后,Polycalin蛋白的表达量下降,且Cry1Ac毒素浓度越高,下降越明显。通过Western blot检测到小菜蛾中肠刷状缘膜囊泡(BBMV)上存在大约300 kD的Polycalin蛋白条带;Ligand blot实验证明了小菜蛾Polycalin蛋白能与Cry1Ac毒素结合。【结论】本研究首次初步明确了小菜蛾Polycalin蛋白具有与Bt毒素结合的特性,为研究Bt对昆虫的作用机理和利用Bt防治害虫提供一定的理论基础和参考价值。     

新vip3Aa基因的克隆、表达及其序列分析

克隆了Bt9816C的vip3A基因,并将测序结果提交到GenBank(序列号:AY945939)。该基因是一个新的vip3Aa基因,Bt杀虫晶体蛋白命名委员会将其命名为vip3Aa18。在大肠杆菌BL21中表达了该基因,生物测定结果表明纯化的Vip3Aa18蛋白对棉铃虫和甜菜夜蛾具有很高的杀虫活性。序列分析结果显示Vip3Aa18C端536至667位氨基酸残基间是一个糖类结合域,推测可能参与Vip3Aa18与敏感昆虫中肠受体结合;N端272至292位氨基酸残基间存在一个跨膜螺旋,可能与Vip3Aa18形成穿孔有关。此外,Vip3Aa18还可能具有一个二硫键。这些特殊区域和位点可能与其功能密切相关。     

苏云金芽胞杆菌Vip3AaAdAa嵌合蛋白的构建及其杀虫活性分析

Vip3A类杀虫蛋白是一类新型杀虫蛋白,在氨基酸序列上与研究较为深入的Cry蛋白没有同源性,且昆虫受体结合位点与Cry蛋白也没有竞争关系。利用同源重组技术针对对甜菜夜蛾具有高活性的Vip3Aa39与无活性的Vip3Ad开展研究,成功构建了三个vip3AaAdAa型嵌合基因,将其转入大肠杆菌中表达嵌合蛋白Vip3AaAdAa1、Vip3AaAdAa2、Vip3AaAdAa3,并将这三种嵌合蛋白对甜菜夜蛾进行了杀虫活性测定。研究表明,三种嵌合蛋白对甜菜夜蛾具有杀虫活性,Vip3AaAdAa3蛋白的LC_(50)值比Vip3Aa39增加了1.4倍,Vip3AaAdAa1蛋白的LC_(50)值比Vip3Aa39增加了2.7倍,嵌合蛋白Vip3AaAdAa1和Vip3AaAdAa3的杀虫活性均低于Vip3Aa39;Vip3AaAdAa2的杀虫活性与Vip3Aa39差异不显著。     

三种鳞翅目夜蛾科昆虫α-微管蛋白基因的克隆与mRNA表达水平

根据昆虫微管蛋白的分子特征筛选对昆虫微管有效的抑制剂来控制昆虫的生长发育或不同器官的有效功能的表达来达到控制害虫的目的,在未来的害虫综合治理中具有广泛的应用前景。以预蛹期甜菜夜蛾Spodoptera exigua、小地老虎Agrotis ypsilon和八字地老虎Agrotis c-nigrum为材料提取总RNA,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),分别扩增得到以上3种夜蛾科昆虫的α-微管蛋白基因的cDNA序列,3种昆虫的该基因序列均包括1个1353个碱基的开放阅读框。这3个cDNA序列均编码1个含450个氨基酸的蛋白,分子量约为50kDa。氨基酸的142~148位存在1个微管蛋白信号片段GGGTGSG,在氨基酸序列的C-端都有1个酪氨酸残基,N-端存在1个对转录后调控非常重要的保守区MRECI序列,以上特点与其他昆虫α-微管蛋白氨基酸序列保守区序列相同。序列比对表明,克隆得到的α-微管蛋白基因的核苷酸序列是高度保守的,同源性为94.4%~97.0%,而氨基酸的序列同源性达到100%。利用RT-PCR技术在3种昆虫4龄、5龄、6龄幼虫、蛹期4个不同发育阶段和6龄期的肠道、体壁、脂肪体3种不同组织中都检测到了α-微管蛋白基因在mRNA水平的表达。     

大螟中肠氨肽酶N基因的克隆及表达谱分析

昆虫中肠氨肽酶N是Bt毒素的重要受体之一, 与Bt毒素的杀虫机制及昆虫Bt抗性的产生密切相关。本研究通过简并引物PCR结合RACE技术克隆并获得大螟 Sesamia inferens Bt受体蛋白--氨肽酶N （aminopeptidase N, APN）基因的cDNA序列全长, 经NCBI同源比对分析, 认为该基因为APN3基因, 并将其命名为SiAPN3（GenBank登录号为HQ636624）。序列分析表明, 该基因的cDNA序列全长为3 411 bp, 开放阅读框为3 018 bp, 编码1 006个氨基酸; 预测蛋白质分子量为114 kD, 等电点为4.95; 其推导的氨基酸序列中具有鳞翅目昆虫氨肽酶N典型的结构特征, 即含有1个N-和12个O-连接的糖基化位点, N-末端具有18个氨基酸的剪切信号肽, 谷氨酸锌化氨肽酶保守结构GAMEN, 锌结合位点HEXXHX18E, C-末端具有22个氨基酸的糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚信号肽。采用实时定量PCR研究了SiAPN3在大螟4龄幼虫肠道不同部位和幼虫不同龄期的转录表达谱。结果表明, 该基因在幼虫中肠中的表达量最高, 其次为后肠, 前肠中表达量最低, 且中肠和后肠中的表达量显著高于前肠（P＜0.05）; SiAPN3在3龄幼虫中的表达量最高, 1龄幼虫中最低, 虽然3、 4日龄之间的表达量没有显著差异, 但二者均显著高于其他日龄, 1, 2和5日龄之间不存在显著差异（P>0.05）。该研究为阐明APN基因的功能及大螟对Bt抗性产生的分子机制奠定了基础。     

Gene cloning and expression of aminopeptidase N and cadherin from midgut of the rice stem borer,Chilo suppressalis

Abstract The rice stem borer, Chilo suppressalis Walker is one of the most important insect pests on rice in Asia, north Africa and southern Europe. Transgenic Bt rice has been developed in the laboratory with good resistance to this pest and other Lepidopteran insects, which will provide a possible alternative tool for this pest control. The full-length cDNAs encoding an aminopeptidase N (CsAPN) and a cadherin (CsCad) were cloned from C. suppressalis. CsAPN showed common features of, and high identities to, other insect APNs in its deduced amino acid sequence. Although a full-length cDNA encoding cadherin-like protein has been reported in GenBank, the newly isolated cadherin here (CsCad) showed some differences in its amino acid sequence, especially at the 7th cadherin repeat region (CR7), which indicated the newly isolated CsCad might be another allele. CsAPN and CsCad were successfully expressed in insect Tn cells, and the blot analysis showed these two proteins could bind Bt toxin Cry1Ab. The results will provide valuable information for the studies of toxin mode of action and the possible toxin resistance mechanisms in this pest.     

Sequence variation in the cadherin gene of Ostrinia nubilalis: a tool for field monitoring

Toxin-binding proteins of insect midgut epithelial cells are associated with insect resistance to Bacillus thuringiensis (Bt) Cry toxins. A 5378 nt cDNA encoding a 1717 amino acid putative midgut cadherin-like glycoprotein and candidate Cry1Ab toxin-binding protein was characterized from Ostrinia nubilalis. Intraspecific alignment of partial O. nubilalis cadherin gene sequences identified variance within proposed Cry1A toxin binding region 2 (TBR2), 1328IPLQTSILVVT[I/V] N1340, and flanking Cry1A toxin binding region 1 (TBR1), 861DIEIEIIDTNN871. DNA sequence and PCR-RFLP detected single nucleotide polymorphism between cadherin alleles, and pedigree analysis demonstrated Mendelian inheritance. A population sample from Mead, Nebraska showed allelic polymorphism. These assays may be useful for linkage mapping and field surveillance of wild populations and of O. nubilalis.     

Gene cloning and expression of cadherin in midgut of Helicoverpa armigera and its Cry1A binding region

Bacillus thuringiensis (Bt), a Gram-positive bacte-rium, produces insecticidal crystal proteins during sporulation. Bt has been used as biopesticides to con-trol a number of insect pests from Lepidoptera, Dip-tera and Hymenoptera and also has become so far the leading gene sources of transgenic plants resistant toinsect pests[1,2]. In China, the use of Bt cotton began in 1997 in Hebei, Shandong and Henan provinces, etc. and rapidly increased to more than 2 million ha in 2002, which is effe…     

利用RNAi技术沉默小菜蛾类钙粘蛋白基因

RNA干扰（RNA interference, RNAi）是一种调控基因表达的方法, 其通过体外合成一段与内源靶基因同源的双链RNA（dsRNA）或siRNA, 导入生物体内, 使内源靶基因中同源mRNA降解, 从而达到阻抑基因表达的目的。类钙粘蛋白（cadherin-like protein）是位于昆虫中肠刷状缘膜囊(brush border membrane vesicles, BBMV)上与钙粘蛋白(cadherin)结构相似的物质, 是多种昆虫体内Bt杀虫蛋白的受体。本研究利用基因特异引物通过RT-PCR扩增了小菜蛾类钙粘蛋白基因的2个片段（CAD1和CAD2）, 合成相对应的双链RNA（double-stranded RNA, dsRNA）; 并将dsRNA通过显微注射导入小菜蛾3龄幼虫体内, 测定了不同靶位点、不同剂量、不同检测时间对目的基因mRNA表达量的影响。结果表明: 将70 nL CAD1对应的dsRNA注射到幼虫体内48 h后, 基因表达量显著下降, 72 h后恢复。免疫印迹检测结果表明, 类钙粘蛋白在注射dsRNA 48 h后幼虫BBMV中的含量明显下降。本实验成功实现了小菜蛾类钙粘蛋白基因的沉默, 该体系的成功建立为利用RNAi技术分析小菜蛾及其他鳞翅目昆虫基因的功能提供了参考。     

Gene cloning and expression of cadherin in midgut of <Emphasis Type="Italic">Helicoverpa armigera</Emphasis> and its Cry1A binding region

Cadherins belong to one of the families of animal glycoproteins responsible for calcium-dependent cell-cell adhesion. Recent literatures showed that the cadherin-like in midgut of several insects served as the receptor of Bt toxin Cry1A and the variation of cadherin-like is related to insect’s resistance to Cry1A. The full-length cDNA encoding cadherin-like of Helicoverpa armigera is cloned by degenerate PCR and RACE techniques and the gene was designated as BtR-harm, which is 5581 bp in full-length, encoding 1730 amino acid residues (BtR-harm was deposited in GenBank and the accession number is AF519180). Its predicted molecular weight and isoelectric point were 195.39 kDa and 4.23, respectively. The inferred amino acid sequence includes a signal sequence, 11 cadherin repeats, a membrane-proximal region, a transmembrane region and a cytoplasmic region. Sequence analysis indicated that the deduced protein sequence was most similar to the cadherin-like from Heliothis virescens with 84.2% identity and highly similar to three other lepidopteran cadherin from Bombyx mori, Manduca sexta and Pectinophora gossypiella, with the sequence identities of 60.3.6%, 57.5% and 51.0%, respectively. The cDNA encoding cadherin gene was expressed successfully in E. coli and the recombinant proteins can bind with Cry1Ac. Truncation analysis and binding experiment of BtR-harm revealed that the Cry1A binding region was a contiguous 244-amino acid sequence, which located between amino acid 1217 and 1461. Semi-quantitative RT-PCR analysis showed that BtR-harm was highly expressed in midgut of H. armigera, very low expressed in foregut and hindgut and was not expressed in other tissues. After H. armigera producing resistance to Cry1Ac, the expression quantity of BtR-harm significantly decreased in midgut of H. armigera. It is the first confirmation that BtR-harm can function as receptor of Cry1Ac in H. armigera and the binding region was located on a contiguous 244 amino acid sequence, suggesting that the decrease of expression quantity of BtR-harm is one of the main reasons for H. armigera resistance to Cry1Ac.     

鳞翅目昆虫中肠Bt杀虫蛋白受体研究进展

杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins,ICPs;含有Cry和Cyt 2大家族)和营养期杀虫蛋白(vegetative insecticidal proteins,Vips)等Bt杀虫蛋白可有效防治鳞翅目害虫,其中Cry应用最广泛。然而,一些地区的鳞翅目害虫已对Bt杀虫蛋白产生了抗性。目前,普遍认为鳞翅目昆虫中肠受体与Bt杀虫蛋白结合能力的改变是导致其对Bt杀虫蛋白产生抗性的最主要因素。在鳞翅目昆虫中,Cry受体是研究得最为透彻的Bt受体,已经被证实的有氨肽酶N、钙黏蛋白、碱性磷酸酶和ABC转运蛋白等。Vips杀虫蛋白类与鳞翅目昆虫中肠受体的结合方式与Cry杀虫蛋白相似,但结合位点与Cry杀虫蛋白不同。本文从结构特点、作用机制及不同鳞翅目昆虫间的表达差异等角度对以上4种鳞翅目昆虫中肠Bt受体进行了综述,并提出如下展望:(1)以棉铃虫或小菜蛾等鳞翅目昆虫为农业害虫模式生物进行深入研究,阐明其对Bt杀虫蛋白产生抗性的机制,为研究其他鳞翅目农业害虫对Bt杀虫蛋白产生抗性的机制提供理论借鉴;(2)鉴于在不同鳞翅目昆虫间,中肠Bt受体与Bt杀虫蛋白结合存在差异,且同一Bt杀虫蛋白与鳞翅目昆虫Bt受体并不专一性结合,Bt杀虫蛋白多基因组合策略是较为有效的田间鳞翅目昆虫防治策略,是今后一段时间内Bt杀虫蛋白应用的发展方向。     

Sodium Solute Symporter and Cadherin Proteins Act as Bacillus thuringiensis Cry3Ba Toxin Functional Receptors in Tribolium castaneum

Understanding how Bacillus thuringiensis (Bt) toxins interact with proteins in the midgut of susceptible coleopteran insects is crucial to fully explain the molecular bases of Bt specificity and insecticidal action. In this work, aminopeptidase N (TcAPN-I), E-cadherin (TcCad1), and sodium solute symporter (TcSSS) have been identified by ligand blot as putative Cry3Ba toxin-binding proteins in Tribolium castaneum (Tc) larvae. RNA interference knockdown of TcCad1 or TcSSS proteins resulted in decreased susceptibility to Cry3Ba toxin, demonstrating the Cry toxin receptor functionality for these proteins. In contrast, TcAPN-I silencing had no effect on Cry3Ba larval toxicity, suggesting that this protein is not relevant in the Cry3Ba toxin mode of action in Tc. Remarkable features of TcSSS protein were the presence of cadherin repeats in its amino acid sequence and that a TcSSS peptide fragment containing a sequence homologous to a binding epitope found in Manduca sexta and Tenebrio molitor Bt cadherin functional receptors enhanced Cry3Ba toxicity. This is the first time that the involvement of a sodium solute symporter protein as a Bt functional receptor has been demonstrated. The role of this novel receptor in Bt toxicity against coleopteran insects together with the lack of receptor functionality of aminopeptidase N proteins might account for some of the differences in toxin specificity between Lepidoptera and Coleoptera insect orders.     

异色瓢虫过氧化氢酶(Catalase)的基因克隆及序列分析

【目的】克隆异色瓢虫Harmonia axyridis保护酶系中过氧化氢酶(Catalase,CAT)的全长cDNA序列,并分析该基因的基本特性。【方法】采用同源克隆和锚定PCR技术,从异色瓢虫中克隆到HaraxCAT基因的cDNA全序列(GenBank登录号KC991026),并采用生物信息学的相关方法进行了分析。【结果】HaraxCAT的cDNA序列全长1 781 bp,其包含110 bp的3′非编码区域和45 bp的5′非编码区域,可读框长1 626 bp,编码541个氨基酸。预测该基因编码蛋白的分子量为61.55 ku,理论等电点为8.33,包含3个糖基化位点,无信号肽序列和跨膜结构。并且该基因包含了一个长达18个氨基酸的潜在的活性位点序列FDRERIPERVVHAKGAGA和血红素配体信号序列RIFSYGDTH。同源比对不同昆虫的CAT蛋白序列,发现昆虫CAT非常保守,HaraxCAT与其他昆虫的同源性高达65%及以上,与赤拟谷盗Tribolium castaneum同源性最高,达75.25%;系统发育分析表明其与鞘翅目赤拟谷盗和白星金花龟Protaetia brevitarsis亲缘关系最近。【结论】获得异色瓢虫catalase基因的cDNA全长序列,证实昆虫CAT蛋白非常保守。