马铃薯甲虫气味结合蛋白的序列和基因表达谱分析

【目的】昆虫气味结合蛋白(OBPs)在昆虫嗅觉行为中发挥着重要作用。马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata是马铃薯上一种最主要的毁灭性害虫。为阐明该虫嗅觉识别分子机制，本研究对马铃薯甲虫26个OBP基因序列特征及组织表达谱进行研究。【方法】基于马铃薯甲虫触角转录组测序数据，利用生物信息学方法及qRT-PCR技术，分别对马铃薯甲虫26个LdecOBPs (LdecOBP1-LdecOBP26)的系统进化及基因的组织表达谱进行分析。【结果】除LdecOBP26基因外，其余25个LdecOBPs基因序列均具有完整的开放阅读框，编码120~255个氨基酸残基，预测的蛋白分子量为13.66~29.38 kD，等电点为4.12~8.42，它们属于两个亚家族，其中13个为Classical-C OBPs, 12个为Minus-C OBPs。除LdecOBP3和LdecOBP26外，其他24个LdecOBPs的N端均由16~23个氨基酸组成的信号肽序列。不同的OBPs亚家族均具有各自典型保守的Cys残基。LdecOBPs之间高度分化，氨基酸序列一致性在3.20%~41.91%。系统进化树分析表明，LdecOBPs与沙葱萤叶甲Galeruca daurica的GdauOBPs亲缘关系最近。基因表达谱分析显示，26个LdecOBPs基因在马铃薯甲虫的不同组织中表达，其中有12个LdecOBPs基因(LdecOBP2, LdecOBP4, LdecOBP6, LdecOBP9, LdecOBP10, LdecOBP12, LdecOBP13, LdecOBP16, LdecOBP20-22和LdecOBP24)在触角中高表达，2个LdecOBPs基因(LdecOBP5和LdecOBP17)在足中高表达，其他12个LdecOBPs基因(LdecOBP1, LdecOBP3, LdecOBP7, LdecOBP8, LdecOBP11, LdecOBP14, LdecOBP15, LdecOBP18, LdecOBP19, LdecOBP23, LdecOBP25和LdecOBP26)在触角、头(去除触角)、胸、腹、足和翅这些组织中均表达。【结论】本研究结果为进一步研究马铃薯甲虫嗅觉识别分子机制奠定了基础。

Sequence analysis and gene expression profiling of odorant binding proteins in the Colorado potato beetle,Leptinotarsa decemlineata (Coleoptera: Chrysomelidae)