棉铃虫细胞色素P450 CYP9A12基因5'-上游区的克隆及序列分析

细胞色素P450基因CYP9A12的过量表达已被证实与棉铃虫Heliocverpa armigera 对拟除虫菊酯的抗性相关.为探明棉铃虫CYP9A12基因的表达调控机理,根据棉铃虫CYP9A12基因cDNA全长的5'-末端核苷酸序列,采用基因组步移方法,获得CYP9A12的5'-上游区序列(总长为3 575 bp).与cDNA序列进行比对,表明在起始密码子上游3 bp处有一长为2 124 bp的内含子.利用NNPP分析软件预测出转录起始位点,与根据CYP9A12全长cDNA序列推测的结果是一致的.TFSEARCH 1.3软件分析转录因子结合位点的结果显示,该序列不仅包含启动子的核心结构序列--TATA-box和CAAT-box,亦包含多个转录因子结合位点,如GATA-1,CdxA,Dfd等.本研究结果为深入研究棉铃虫CYP9A12的表达调控机制及其参与杀虫剂抗性的分子机理奠定了一定基础.     

棉铃虫细胞色素P450基因CYP9A17v2核心启动子区缺失分析

CYP9A17v2的过量表达与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性相关。为了研究CYP9A17v2表达调控机制, 对CYP9A17v2核心启动子区域的功能进行了分析;构建了含荧光素酶报告基因和CYP9A17v2启动子不同长度缺失片段(-1 095~+43)的重组质粒, 转染Sf9细胞瞬时表达后用双荧光素酶报告基因检测系统检测启动子活性。功能分析结果表明: 所有的7个缺失片段均具有启动子活性, -197~+43启动子区域的转录活性最高。在CYP9A17v2基因5′-调控区-197~-113区域内可能存在转录增强因子的结合位点, 而在-1 095~-197区域内可能存在转录抑制因子的结合位点。本研究为探索棉铃虫CYP9A17v2过量表达的转录调控机理奠定了重要基础。     

CYP9A17v2组成型过量表达参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性

微粒体细胞色素P450氧化酶介导的解毒代谢增强是棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的主要原因。作者前期的研究表明, CYP9A12和CYP9A14组成型过量表达与棉铃虫YGF品系对拟除虫菊酯的高水平抗性相关, CYP9A12和CYP9A14的功能表达研究结果为其参与对拟除虫菊酯抗性提供了直接证据。本研究通过对棉铃虫CYP9A17v2的克隆、mRNA表达水平和功能表达的研究, 以期明确该基因是否参与棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。结果表明: CYP9A17v2与CYP9A12的氨基酸序列具有很高的相似性（94%）。与棉铃虫对照品系（YG）相比, CYP9A17v2在YGF抗性品系末龄幼虫脂肪体中具有10.9倍的组成型过量表达, 而在中肠中未发现过量表达。用酿酒酵母Saccharomyces cerevisiae异源表达的CYP9A17v2能够代谢多种拟除虫菊酯（顺式氰戊菊酯、溴氰菊酯和氟氯氰菊酯）。据此认为CYP9A17v2组成型过量表达参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的抗性。至此, CYP9A亚家族中已有3个P450基因（CYP9A12, CYP9A14 和 CYP9A17v2）被证实参与了棉铃虫对拟除虫菊酯的氧化解毒代谢。     

棉铃虫HaKettin1基因的全长cDNA克隆、序列分析和表达谱

【目的】为了克隆棉铃虫Helicoverpa armigera编码肌肉蛋白Kettin基因的全长cDNA序列以及鉴定该基因在棉铃虫发育周期内的表达模式。【方法】利用兼并引物,通过分段RT-PCR和5′-和3′-RACE的方法克隆全长cDNA序列。利用半定量RT-PCR进行表达谱分析。【结果】编码棉铃虫Kettin蛋白的基因HaKettin1全长cDNA序列为13 805 bp,包含一个13 365 bp的开放阅读框,编码4 454个氨基酸,蛋白分子量约为504.3 kD。组织表达结果显示HaKettin1基因在棉铃虫的整个生育周期都有表达,幼虫期的表达尤为显著。【结论】HaKettin1与家蚕的Kettin蛋白具有90％的同源性,表明鳞翅目昆虫的Kettin蛋白之间具有很高的保守性。表达谱结果显示HaKettin1基因在棉铃虫的整个发育过程中都发挥重要作用。     

棉铃虫中肠P450CYP6B6基因5'上游序列的克隆及序列分析

已证实2-十三烷酮等植物次生物质的胁迫会诱导棉铃虫(Helicoverpa armigera)CYP6B6基因的过量表达[1].为探明棉铃虫P450 CYP6B6基因的表达调控机制,根据棉铃虫中肠P450 CYP6B6基因cDNA序列(GenBank登录号:AY950636),运用基因组步移的方法获得其5'上游区的序列,用启动子区的分析软件进行比对分析,结果得到棉铃虫P450CYP6B6基因5'上游区域1 333 bp的基因片段.分别运用NNPPv.2.2和TRANSFAC v.6.0预测转录起始位点及分析了转录因子结合位点,结果显示,该序列不仅包括TATA盒等这一类核心结构序列,还含有多个转录因子的结合位点,如GATA-1、Dfd、C/EBP、HSF、cytR和AhR(芳香烃受体化合物应答元件)等.该结果为深入研究棉铃虫P450 CYP6B6的表达调控机制及其参与杀虫剂抗性的研究奠定分子基础.     

棉铃虫羧酸酯酶基因的克隆、序列分析及组织表达

为了从分子水平上研究棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner) 对杀虫剂抗性的产生机理,本文通过RT PCR和RACE方法首次从棉铃虫中肠中克隆了一个羧酸酯酶全长cDNA序列。序列分析表明,该基因包含一个1 794 bp的开放读码框,129 bp的5′UTR和139 bp的3′UTR区域。该基因编码597个氨基酸, 推测编码蛋白质的等电点pI为4.92,分子量为67.1 kD,GenBank登录号为EF547544。通过对氨基酸的同源性分析表明,该羧酸酯酶与斜纹夜蛾Spodoptera litura羧酸酯酶的同源性最高,达60%。半定量RT-PCR分析表明,该基因在中肠组织中表达量最高,在脂肪体和生殖腺中表达量较低,在头部则不表达。推测该羧酸酯酶基因可能主要参与棉铃虫对外源物质的解毒代谢。     

棉铃虫磷酸甘油醛异构酶基因Hatpi 的克隆及分析

棉铃虫Helicoverpa armigera是一种严重危害棉花等经济作物的鳞翅目害虫, 开展分子水平研究对防控害虫将具有重要参考意义。本研究利用RACE（rapid amplification of cDNA ends）技术克隆了棉铃虫磷酸甘油醛异构酶(triosephosphate isomerase)基因Hatpi （GenBank登录号为AY736358）。该基因cDNA全长为1 149 bp, 编码248个氨基酸, 预测等电点为5.82, 分子量为16.4 kD。HaTPI含有磷酸甘油醛异构酶类蛋白的典型(βα)8结构、保守的活性位点（Lys12, His94和Glu165）和小肽序列（AYEPVWAIGTG和GGASLKPEF）等。RT-PCR检测分析发现Hatpi在棉铃虫卵巢、幼虫、蛹、成虫均有表达, 提示该基因可能在棉铃虫的不同发育阶段均起作用。     

柑橘青霉菌CYP51B基因和上游调控区克隆及生物信息学分析

【目的】克隆柑橘青霉菌(意大利青霉菌,Penicillium italicum)CYP51的同源基因,并对基因序列进行生物信息学分析。【方法】通过PCR及染色体步移技术得到基因的完整序列及上下游调控序列。通过生物信息学手段对基因的结构进行分析:使用NNPP分析软件预测转录起始位点,并利用TFSEARCH1.3软件分析转录因子结合位点。利用SWISS-MODEL在线软件对蛋白进行同源模建。【结果】克隆得到了意大利青霉菌CYP51的同源基因,命名为Pi CYP51B。获得的Pi CYP51B及上下游调控区序列总长为3 496 bp,包括上游910 bp和下游834 bp的序列。Pi CYP51B基因的开放阅读框全长1 575 bp,编码524个氨基酸。该基因含有3个分别为74、51、52 bp的内含子,分别位于247 bp与320 bp之间,519 bp与569 bp之间,1 635 bp与1 686 bp之间。Pi CYP51B 5′上游调控区序列的总长为579 bp。生物信息学分析结果显示:转录起始位点位于上游458 bp处;上游调控区不仅包含启动子的核心结构序列TATA盒(位于-25 bp处),也包含多个转录因子结合位点,如Abd-B、ADR1、AP-4、GATA-1、Cdx A、Clox和Oct-1等。在上游调控序列中嘌呤含量高,而且从+387 bp处开始存在4个连续高嘌呤含量的热激转录因子特异性结合位点(HSF);在+106 bp处开始存在3个连续的Cdx A转录因子结合位点。选用人CYP51晶体结构(PDB ID:3LD6)为模板,利用SWISS-MODEL在线软件构建了意大利青霉菌CYP51B蛋白的结构模型。【结论】克隆了意大利青霉Pi CYP51B基因,其上游含有多个热激应答转录因子特异性结合位点(HSF)表明其参与逆境应答。该基因作为意大利青霉菌CYP51的同源基因,可能与青霉菌对真菌药物的抗药性密切相关。     

棉花腺苷酸核糖基化作用因子1(arf1)的结构特征、替换剪接和遗传表达分析

用已建立的新型染色体步移技术同尾酶反向PCR和快速分离目的基因cDNA 5′未知序列方法从陆地棉品种Y18中分离到腺苷酸核糖基化作用因子1(arf1)的全长cDNA、DNA和启动子序列。结果表明,该基因全长4360bp,具有6个内含子和7个外显子,在第一个内含子处存在替换剪接现象,使该基因在棉花中分别形成1026、1103和1544bp的3种mRNA。该基因编码181个氨基酸,转录起始位点上游具有转录起始子、TATA盒、CAAT盒、GC盒、多个正向重复序列和反向重复序列,在转录起始位点下游具有富含AT序列和回文结构等启动子特征序列。Southern杂交结果表明：该基因在棉花基因组中有两个拷贝。Northern杂交结果表明：该基因在棉花的蕾、花、纤维和铃壳等生殖器官中呈优势表达。     

棉铃虫酚氧化酶原基因的克隆、序列分析和组织表达

利用RT-PCR和RACE方法,获得了棉铃虫Helicoverpa armigera酚氧化酶原(prophenoloxidase,PPO)基因一个亚型cDNA的完整序列。该序列全长2 405 bp,含有一个2 097 bp的开放阅读框,编码一个由698个氨基酸残基组成的蛋白质。推导的氨基酸序列与其他鳞翅目昆虫PPO2基因相应氨基酸序列有较高的同源性(76％～80％),同时该序列具有铜离子结合位点等PPO基因所具有的典型特征。组织特异性表达分析表明,该基因在棉铃虫血细胞、体壁和中肠中均有表达。     

人HAS3启动子的结构与功能初步分析

透明质酸合酶3（hyaluronan synthase 3,HAS3）,是一个参与透明质酸合成的酶分子,在上皮形成和肿瘤转移等过程中起重要作用.为了进一步研究HAS3基因的转录调控机制,本研究克隆鉴定了HAS3基因的启动子.首先应用5′RACE（rapid amplification of cDNA ends,cDNA末端快速扩增）技术鉴定了HAS3基因的转录起始位点,发现了丰度和转录起始位点不同的两种新的HAS3基因剪接变异体.通过PCR定向克隆策略,构建了覆盖HAS3基因5′端侧翼区起始密码子ATG上游约4.3 kb区域的一系列HAS3基因启动子荧光素酶报告基因重组体.启动子活性分析表明,HAS3基因启动子定位于转录起始位点附近约450 bp的区域内.转录因子结合位点分析表明,HAS3基因启动子缺乏典型的TATA盒,但含有典型的GC盒以及C/EBP等其它潜在的转录因子结合位点. 结果提示,Sp1和C/EBP等转录因子可能参与HAS3基因的转录调控.     

贵阳腐霉Pr1基因上游调控序列的克隆及分析

目的:克隆贵阳腐霉类枯草菌素蛋白酶(Pr1)基因上游调控序列并进行分析,进一步了解Pr1基因的表达规律。方法:采用锅柄聚合酶链反应法(Panhandle PCR)扩增Pr1基因上游调控序列,并利用真核生物启动子分析软件对扩增序列进行启动子顺式作用元件预测分析。结果:获得864bp基因序列,分析表明,该序列包含2个TATA框,一个可能的转录起始区,并具备氮调控因子结合位点(相隔很近的GATA序列),碳调控因子结合位点(5’SYGGRG 3’)。这与Pr1的表达受碳/氮抑制的结果一致。结论:Panhandle PCR方法成功克隆贵阳腐霉Pr1基因上游调控序列,GenBank登录号为:JQ975036。     

甜菜夜蛾几丁质合成酶基因A和B启动子的克隆

几丁质不仅是昆虫的表皮和围食膜的主要成分,也是一个非常关键的害虫控制靶标,主要通过几丁质合成酶（chitin synthase,CHS）基因合成。本文在克隆甜菜夜蛾Spodoptera exigua的两个几丁质合成酶基因（SeCHSA和SeCHSB）cDNA和基因组序列的基础上,从基因的5′末端设计特异性引物和构建特定的基因组文库, 采用PCR的方法获得了5′端侧翼序列。通过5′RACE的方法确定SeCHSA和SeCHSB基因的转录起始位点后,获到了启动子序列。这为研究昆虫几丁质合成和转录调控奠定了基础。     

猪CuZnSOD基因启动子的克隆鉴定及分析

猪铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)是一种重要的抗氧化酶,其功能已被广泛研究,但CuZnSOD基因的转录调控尚不明确。为了研究猪CuZnSOD基因的核心启动子区域,并对其转录调控机制进行探讨,运用PCR方法从猪基因组克隆CuZnSOD基因5′上游调控区853 bp的片段,然后通过巢式PCR方法获得5′末端逐渐缺失的启动子系列片段,并将这些片段定向插入到荧光素酶报告基因表达载体(pGL3-Basic)中。瞬时转染小鼠胚胎细胞(NIH/3T3),利用双荧光素酶报告基因检测不同长度启动子活性。检测结果显示,在CuZnSOD基因5′上游调控区-87 bp和-266 bp处分别存在2个潜在转录起始位点,-383 bp~+67 bp启动区活性最强,进一步缺失分析发现-75 bp~-32 bp区域内含有猪CuZnSOD基因转录所必需的基础启动子序列,其中存在多个潜在的转录因子结合位点,研究结果提示这些转录因子结合位点可能是参与CuZnSOD基因转录的重要调控序列。     

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。     

金龟子绿僵菌中性海藻糖酶基因的克隆及其表达特性分析

根据中性海藻糖酶NTL基因的同源序列设计引物,PCR扩增出杀蝗专一菌株———金龟子绿僵菌CQMa102NTL基因片段,利用5′_RACE和3′_RACE扩增出NTLcDNA的5′和3′端序列,经拼接得到CQMa102NTL基因cDNA全长。根据其全长cDNA序列,设计引物PCR扩增出CQMa102NTL的完整基因。为了解该基因的上游调控信息,采用PanhandlePolymeraseChainReactionAmplification方法扩增其上游序列。序列分析表明,CQMa102NTL全长DNA3484bp,cDNA全长2385bp,编码737个氨基酸的蛋白,推测蛋白分子量为83.1kD;含有3个内含子,包含一个依赖于cAMP的磷酸化作用位点(RRGS)和一个钙附着位点(DTDGNMQITIED);上游序列含有一个压力反应元件(CCCCT);与金龟子绿僵菌广谱性菌株ME1NTL的核苷酸序列和氨基酸序列分别具有93%和99%同源性,由此确定该序列为金龟子绿僵菌中性海藻糖酶基因序列。Southern杂交表明,NTL基因在CQMa102基因组中为单拷贝。Northern杂交表明,NTL基因转录出约2.5kb的mRNA单带,在液体培养条件下,对数生长前期表达水平最高,对数生长后期降到最低,进入稳定生长期后表达水平又有所提高。金龟子绿僵菌CQMa102中性海藻糖酶基因DNA全长和cDNA全长登录GenBank,登录号分别为:AY557613,AY557612。     

一个新的家蚕转录相关锌带蛋白基因的克隆及序列分析

锌带蛋白(zinc ribbon protein )是锌指类蛋白的一种,它的Cys4 Zn(2+)结合位点由3个β₂片层折叠而成,而不是α螺旋结构。锌带结构与锌指结构同为转录因子结合核酸的结构域,锌带蛋白作为转录相关因子在调节基因表达活性等方面具有重要作用。在对家蚕 Bombyx mori蛹cDNA文库测序中,发现一个新的编码家蚕锌带蛋白基因的EST序列（GenBank 登录号DY230964）,以此序列为信息探针检索家蚕EST数据库,通过同源筛选,获得一个新的家蚕锌带蛋白基因cDNA全序列并经RT-PCR检测和克隆、测序验证,结果表明与电子克隆序列完全一致。我们将其命名为 BmZNRD1 (Zinc Ribbon Domain Containing 1)（GenBank登录号DQ432055）。该基因全长为675 bp,由363 bp的开放阅读框序列(ORF)、10 bp的5′端非翻译区序列(5′UTR)和302 bp 的3′端非编码区序列(3′ UTR)组成,其编码的120个氨基酸序列与其他真核生物间具有较高的同源性（达60%左右）,预测分子量为13.54 kD, 等电点为6.8。BmZNRD1编码的氨基酸序列是一种锌带蛋白,推测有2个功能结构域,分别是位于N-端的Cx₂Cx₁₄Cx₂C和C-端的Cx₂Cx₂₄Cx₂C,其中C-端保守氨基酸序列Cx₂Cx₆Yx₃QxRSADEx₂TxFx₂Cx₂C在生物进化中保守性很高,从酵母、果蝇、线虫到两栖类、哺乳类都有发现该结构域的存在,与酵母RNA聚合酶A亚单位9和转录相关蛋白有很高的相似性,推测其具有相同的功能。将BmZNRD1基因cDNA序列与家蚕基因组序列进行比对,结果表明该基因具有3个外显子,2个内含子,外显子/内含子边界符合经典的GT-AG规则。 关键词： 家蚕; 锌带蛋白基因; 电子克隆; 基因克隆; 序列分析     

球孢白僵菌热休克蛋白基因Bbhsp70的cDNA及上游序列克隆与分析

运用SMART RACE RT-PCR技术与DNA步移技术,首次从球孢白僵菌中克隆出完整的热休克蛋白基因Bbhsp70编码区序列及上游序列。该基因cDNA全长2405bp,5′端非翻译区171bp,3′端非翻译区263bp,开放阅读框(ORF)1971bp,编码656个氨基酸。成熟蛋白理论分子量为71.3kDa,理论等电点为4.92。上游序列长度3559bp,其中有305bp序列与cDNA序列重叠。分析表明,上游序列中没有明显的TATA-盒和CAAT-盒,但含有CCAAT-bindingfactor、GC-box等重要的转录因子结合位点,以及热激应答元件(HSE)和GATA元件等启动子顺式调控元件。     

Q型烟粉虱扬州种群cyp6cm1基因内含子抗性相关多态性检测及其5′侧翼序列克隆

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)已对包括有机磷类、拟除虫菊酯类、新烟碱类和昆虫生长调节剂等多种杀虫剂产生了不同程度的抗药性,其中尤以对新烟碱类杀虫剂的抗性问题最为突出。本研究旨在克隆Q型烟粉虱扬州种群细胞色素P450基因cyp6cm1片段序列及其5′侧翼序列。【方法】分别应用PCR和基因组步移技术克隆cyp6cm1基因片段序列及其5′侧翼序列。【结果】cyp6cm1基因片段序列包括63 bp的外显子片段和826~829 bp的内含子片段。多重序列比对发现,在内含子第195、230和242等3个碱基处存在与新烟碱类杀虫剂抗性相关的单核苷酸多态性(SNPs)。进一步利用基因组步移技术获得了长度为962 bp的cyp6cm1基因5′侧翼序列,利用NNPP在线分析软件预测转录起始位点为位于起始密码子上游57 bp处的碱基A;Con Site软件分析发现,cyp6cm1基因5′侧翼序列具有XRE-Ah R、CREB、Oct-1和Broad-complex-4等多种转录因子结合位点。