小菜蛾气味结合蛋白OBP2基因的克隆、表达谱及其结合特性分析

【目的】气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)在昆虫寄主定位、产卵地选择等行为中发挥重要作用,克隆与鉴定小菜蛾Plutella xylostella OBP基因、明确其与配体化合物的结合特性有助于阐明小菜蛾嗅觉识别的分子机制。【方法】利用PCR技术克隆小菜蛾OBP2,对获得的编码序列全长进行信号肽及跨膜区域预测,用DNAMAN与其他昆虫的OBP2进行多序列比对,采用MEGA5.0邻接法(neighbor-joining method,NJ)构建进化树。通过实时定量PCR(qRT-PCR)分析Pxyl OBP2在小菜蛾不同发育阶段和不同组织中的表达模式。构建原核表达载体p ET28aPxyl OBP2,进行原核表达及蛋白纯化。利用荧光竞争结合实验对Pxyl OBP2蛋白与39种配基化合物的结合特性进行分析。【结果】成功获得小菜蛾OBP2基因Pxyl OBP2(Gen Bank登录号:KT070562)的编码序列全长,其完整开放阅读框大小为546 bp,编码182个氨基酸,具有气味结合蛋白典型的6个保守半胱氨酸结合位点。荧光定量PCR结果表明,发育表达模式显示,Pxyl OBP2在未交配雄性成虫中的表达量均明显高于雌性成虫和已交配雄虫;组织表达模式显示,Pxyl OBP2在足中的表达量高于其他组织。经预测成熟蛋白大小为22.24 k Da,等电点5.69。SDS-PAGE结果显示融合蛋白成功表达。荧光竞争结合实验对3种性信息素和36种植物挥发物结合发现,Pxyl OBP2与性信息素Z-11-16:Ald可以结合,解离常数48.951μmol/L;可以和11种寄主植物挥发物有效结合,其中,与芳樟醇、正壬醇结合能力最强,解离常数分别为4.733和6.861μmol/L。【结论】本研究明确了Pxyl OBP2的核苷酸、氨基酸序列,并根据qRT-PCR和荧光竞争结合实验结果,推断Pxyl OBP2与小菜蛾雄虫寻求配偶有关,且寄主挥发物芳樟醇、正壬醇起协同促进作用。     

基因组学时代害虫治理的研究进展及前景

随着DNA测序技术的不断更新和生物信息学的快速发展,昆虫基因组学的研究与日俱增,提高了人们对种群遗传学和进化生态学的理解和认识,促进了对重要农业害虫的适应性和致害机理的研究,为安全、有效、可持续地开展害虫综合治理提供了新思路和新手段。近两年来,全球发布的昆虫基因组数量每年可达30个。在遗传学、生态学和进化论等生命科学基本原理和方法的指导下,基因组学的研究为揭示害虫遗传变异的内在机制、生态适应性策略和种群变动规律提供了重要的数据和信息资源,同时催生了一系列害虫治理新技术和新方法的研发与应用。为了进一步促进和加强基因组时代的害虫治理研究,拓展该领域研究的广度与深度,本文就昆虫基因组的研究,昆虫与植物协同进化模式及其互作机理,昆虫免疫和抗药性分子机制,以及害虫防治新技术等方面进行了综述,旨在为了解基因组时代害虫治理的研究进展及前景提供参考,对进一步改进害虫生态控制的策略和措施也具有指导意义。     

小菜蛾NanosO基因启动子的克隆及功能验证

【目的】克隆小菜蛾Plutella xylostella NanosO基因PxnosO启动子,并验证其具有生殖腺特异性活性,以期应用于基因功能研究或转基因昆虫的构建,为小菜蛾等农业害虫的综合治理提供新的研究思路。【方法】根据小菜蛾基因组序列信息,利用PCR技术克隆NanosO的启动子并进行序列分析。构建PxnosO-EGFP表达质粒,利用脂质体细胞转染技术将PxnosO-EGFP和IE1-EGFP表达质粒转入到小菜蛾胚胎细胞系(Px-6)和草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda卵巢细胞系(Sf9)中,通过激光共聚焦荧光显微镜观察和qRT-PCR技术分别定性和定量分析EGFP基因的表达,验证小菜蛾NanosO启动子的活性。【结果】克隆获得小菜蛾PxnosO (Px004767)启动子区序列,长1 743 bp。对启动子序列进行分析,发现该序列不仅包含启动子共有核心元件TATA box以及上游启动子成分CAAT box和GC box等,还包含有数十个转录因子结合位点。利用细胞转染技术,在PxnosO启动子驱动下成功地在Px-6和Sf9细胞系中表达外源基因EGFP。【结论】克隆了小菜蛾NanosO基因PxnosO启动子,在细胞水平上验证其能驱动外源EGFP基因的表达,为分析PxnosO在小菜蛾不同发育时期的表达模式和PxnosO启动子在体内的功能验证奠定基础。