意大利蝗存储蛋白Hex2基因的克隆与表达分析(英文)

【目的】昆虫存储蛋白(hexamerin)是在昆虫体内独立发生普遍存在的一种特异性淋巴蛋白,在昆虫的生长发育过程中起重要作用。【方法】克隆意大利蝗Calliptamus italicus的存储蛋白Hex2基因,并利用qRT-PCR方法分析其在不同组织和不同发育阶段的表达模式。【结果】克隆到意大利蝗存储蛋白Hex2基因Cit Hex2,其cDNA全序列长2 610 bp,开放阅读框(ORF)长为2 022 bp,3'非翻译区(UTR)长为124 bp,碱基序列与其他蝗虫的Hex2基因核苷酸一致性为80%~84%。Cit Hex2编码673个氨基酸,预测分子量和等电点分别为78.7 k Da和6.01。氨基酸分析表明,Cit Hex2富含较高的芳香族氨基酸,其中苯丙氨酸和酪氨酸共占15.8%。定量分析结果表明,Cit Hex2在意大利蝗的整个发育阶段都有表达,且在每个龄期的蜕皮前后均有表达量的变化;在检测的所有组织中,雌性个体的表达量较高。【结论】Cit Hex2参与意大利蝗的发育过程,与其生殖有关。     

脊尾白虾血蓝蛋白大亚基基因的克隆及表达分析

应用RACE技术克隆脊尾白虾血蓝蛋白大亚基基因, 并通过攻毒实验揭示脊尾白虾血蓝蛋白基因的先天免疫防御作用, 为脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)的免疫防治研究提供依据和思路。研究成功克隆了脊尾白虾血蓝蛋白大亚基基因全长cDNA序列, 该大亚基cDNA全长 2192 bp, 开放式阅读框长 2034 bp, 5′非编码区长 21 bp, 3′非编码区长 137 bp, 将该基因命名为 EcHcL。EcHcL编码 667 个氨基酸, 前 21 个氨基酸组成信号肽, 推测成熟肽的分子量为 78.5 kD。Blast比对结果显示, 由脊尾白虾血蓝蛋白EcHcL序列推导的氨基酸序列与日本沼虾、凡纳滨对虾血蓝蛋白氨基酸序列的同源性分别达到 87%、73%, 其M结构域氨基酸序列与斑节对虾、日本对虾等物种同源性性高达 90% 左右, 由此推断该cDNA序列属于血蓝蛋白家族。组织表达分析结果显示, EcHcL基因在脊尾白虾鳃、卵巢、肝胰腺、心脏、肠、肌肉、胃、腹神经节、眼柄、血细胞中均有表达, 肝胰腺中相对表达量最高。Real-time PCR分析发现EcHcL基因在金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌和对虾白斑综合征病毒(WSSV)感染后脊尾白虾肝胰腺和血细胞中的表达量显著增加, 并具有不同的时空表达模式, 推测脊尾白虾EcHcL基因在免疫防御中具有重要作用。     

意大利蝗卵发育过程中血蓝蛋白基因表达分析

【目的】意大利蝗Calliptamus italicus是新疆草原的主要优势危害种,以卵在土壤中越冬。呼吸代谢可反映蝗卵的生理状态,呼吸蛋白对于呼吸系统不完善的蝗卵尤为重要。本研究旨在明确意大利蝗卵发育过程中血蓝蛋白基因的表达情况。【方法】采用实时荧光定量PCR方法检测不同发育阶段的蝗卵以及1龄蝗蝻的血蓝蛋白2个亚基基因Hc1和Hc2的表达量。【结果】根据解剖形态观察,将意大利蝗越冬卵的整个发育过程分为10个阶段,包括9个卵发育阶段(C-Ⅰ-C-Ⅹ)和1龄蝗蝻阶段(C-Ⅹ)。Hc1和Hc2在越冬蝗卵各发育阶段以及1龄蝗蝻中均有表达。其中,在蝗卵早期发育阶段(C-Ⅰ, C-Ⅱ和C-Ⅲ),Hc1表达量逐渐增加,C-Ⅲ阶段表达量显著高于C-Ⅰ和C-Ⅱ阶段;滞育阶段(C-Ⅳ, C-Ⅴ和C-Ⅵ),胚胎发育停滞,Hc1表达量较C-Ⅲ,C-Ⅶ和C-Ⅷ阶段低;滞育后发育阶段(C-Ⅶ和C-Ⅷ),蝗卵解除滞育,快速发育,Hc1表达量较早期发育阶段和滞育阶段高,其中,C-Ⅷ阶段Hc1表达量最高(212.3156±10.5470),显著高于其他所有阶段;1龄蝗蝻(C-Ⅹ)的Hc1表达量最低,为0.4017±0.1010。Hc2表达量在C-Ⅴ阶段最高(679.7511±54.5719),显著高于其他所有阶段;除C-Ⅴ阶段外,其他各阶段之间Hc2表达量差异均不显著。Hc1在蝗卵滞育后阶段高表达,而Hc2在蝗卵滞育阶段高表达。【结论】血蓝蛋白亚基基因Hc1和Hc2在整个意大利蝗卵发育过程均有表达,且具有阶段特异性。Hc1与Hc2协同作用为蝗卵发育供氧,其中,Hc1主要负责蝗卵滞育后发育期间的氧气运载,而Hc2主要维持滞育期间的氧气运载,且载氧效率较低。研究结果可为进一步探讨意大利蝗卵的抗逆机制提供科学依据。     

蝗绿僵菌氰化物水合酶基因MaChy的克隆及表达分析

采用筛选cDNA文库的方法,首次克隆了蝗绿僵菌氰化物水合酶基因MaChy的全长cDNA序列和DNA序列,序列分析表明,蝗绿僵菌氰化物水合酶基因MaChy不含内含子,开放阅读框（ORF）为1,074bp,编码357个氨基酸,推测蛋白的分子量为39.78kDa,等电点（pI）为5.53;利用在线软件分析表明,该蛋白既不是分泌型蛋白也不是膜蛋白;同源性比对结果表明,该蛋白与其他真菌中的氰化物水合酶蛋白的同源性较高,具有高度保守的催化三联体特征。用qRT-PCR方法分析了该基因在蝗绿僵菌侵染昆虫过程中的表达情况,结果表明,MaChy在蝗绿僵菌侵染穿透昆虫体壁阶段的表达量最高,约为体内阶段表达量的2.5倍,推测该基因可能在蝗绿僵菌穿透昆虫体壁的过程中起重要作用。     

脊尾白虾2种血蓝蛋白大亚基变体的克隆及功能分析

为了探究血蓝蛋白的分子多样性, 对脊尾白虾(Exopalaemon carinicauda)血蓝蛋白大亚基变体进行了研究。基于脊尾白虾转录组文库血蓝蛋白大亚基变体EcHcL1和2序列, 利用RACE和生物信息学技术, 对2种变体进行全长cDNA扩增和序列分析。结果发现EcHcL1和2 cDNA 全长分别为2239和2132 bp, 编码685和676个氨基酸。EcHcL1和2氨基酸序列在进化上相对保守, 且均具有血蓝蛋白的典型结构域, 包括铜离子结合区域、保守His位点和Ig-like区等, 其中EcHcL1多了一个酪氨酸酶结构域, 推测可能与色素代谢及酚氧化酶活性有关。组织表达分布结果显示EcHcL1和2在血细胞、肝胰腺、肠、腹神经节、心脏、卵巢、眼柄、胃、鳃和肌肉等组织中均有表达, 且均在肝胰腺和血细胞中表达较高。采用Real-time PCR方法对病原感染后2种变体的mRNA表达情况进行分析。结果发现, EcHcL1在金黄色葡萄球菌、副溶血弧菌和白斑综合征病毒(WSSV)胁迫脊尾白虾12—48h中出现较高表达量, 最高表达量约为对照组的1.5—4倍; EcHcL2在胁迫后24—48h后, 与对照组相比, 表达量约上升2—9倍。由此说明, 脊尾白虾血蓝蛋白大亚基变体与免疫防御密切相关, 可能在抵抗病原微生物感染中发挥作用。     

发菜藻蓝蛋白基因克隆及原核表达

发菜（Nostoc flagelliforme）是一种陆生固氮蓝藻,具有重要的经济和生态价值。运用双向电泳技术、MALDI-TOF-TOF/MS鉴定和数据库检索,获得藻蓝蛋白部分氨基酸序列并设计简并性引物,克隆藻蓝蛋白基因并研究其表达。结果表明,发菜藻蓝蛋白α和β亚基两个基因的编码序列及两者之间的间隔序列全长为1097bp,编码β亚基和α亚基的基因序列全长分别为519bp和489bp,β亚基基因序列位于α亚基基因序列上游,两者之间通过89bp的基因片段连接,GenBank登录号为GU549478,并对推译的α和β亚基三维结构进行了预测。将藻蓝蛋白的α和β亚基基因在大肠杆菌中表达,获得了符合预期的外源重组蛋白。研究结果为进一步研究发菜藻蓝蛋白的分子结构及生物学功能奠定了基础。     

家蝇伴侣蛋白TCP-1基因的序列分析、克隆及诱导表达

旨在对EST筛选得到的家蝇伴侣蛋白TCP-1(MD-TCPⅠ)基因进行序列分析,克隆其cDNA序列并在大肠杆菌中诱导表达。采用EST测序技术从已构建的家蝇幼虫cDNA质粒文库中筛选到MD-TCPⅠ基因,对其进行序列测定和分析。以该基因的cDNA文库质粒为模板,通过PCR的方法进行扩增,以pET-28a(+)为载体构建重组质粒,再转化到表达宿主大肠杆菌BL21(DE3)中,IPTG诱导表达。表达产物通过SDS-PAGE进行鉴定。结果显示,MD-TCPⅠ基因ORF全长753 bp,编码250个氨基酸,理论分子量27.07 kD;等电点5.92,该序列编码的蛋白属于热休克蛋白60家族的TCP。构建了正确基因序列MD-TCPⅠ重组表达质粒,重组蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达。     

意大利蝗海藻糖酶基因克隆及卵低温驯化下的表达模式

[目的]本研究通过克隆意大利蝗Calliptamus italicus卵海藻糖酶基因,分析其在蝗卵不同发育阶段的表达及低温驯化后的表达变化,阐明海藻糖酶基因在意大利蝗卵抵御低温胁迫过程中的作用.[方法]利用RT-PCR技术扩增蝗卵海藻糖酶基因的ORF全长序列,并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR分析检测常温(27℃...     

新疆意大利蝗不同地理种群16S rDNA序列差异研究

研究新疆东部和西部不同地理种群意大利蝗Calliptamus italicus(L.)线粒体基因中16SrDNA序列差异。结果表明:(1)意大利蝗A+T的含量(67.7%)明显高于G+C的含量(32.3%);(2)多重序列比对和UPGMA系统发育树的结果表明新疆东、西部不同地理种群的意大利蝗的遗传变异极小。     

麻竹同源异型盒基因DlKNOX的克隆及表达分析

为探讨同源异型盒(KNOX)基因在麻竹(Dendrocalamus latiflorus)茎秆发育中的作用,采用RT-PCR和RACE技术,从其幼茎中克隆了1个KNOX同源基因,命名为Dl KNOX,其c DNA序列全长为1511 bp,包含5′UTR 196 bp、3′UTR 238 bp和编码区1077 bp。该基因编码含358氨基酸的蛋白,具有KNOX1、KNOX2、ELK和Homeobox KN等4个保守结构域,符合KNOX家族的特征,属于I类蛋白。生物信息学分析表明,该基因编码的蛋白与水稻OSH1的一致性最高(86%)。组织表达特异性分析表明,Dl KNOX在节部的表达丰度最高,其次为幼茎,根中最低。Dl KNOX基因在大肠杆菌(Escherichia coli)中经诱导表达,获得1条分子量约为82 k Da的重组蛋白,与预期的重组蛋白分子量一致(包含了MBP标签蛋白42.5 k Da和Dl KNOX蛋白39.5 k Da)。该基因在大肠杆菌中的最适表达条件为28℃,0.3 mmol L–1 IPTG诱导2 h。这为进一步研究Dl KNOX在麻竹茎秆发育中的功能奠定了基础。     

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。     

通过同源重组在聚球藻7002中表达小鼠金属硫蛋白-Ⅰ的初步研究

用PCR方法从海洋单细胞蓝藻聚球藻7002（Synecohococcus sp.PCC7002)基因组DNA中扩增得到藻蓝蛋白β亚基基因（cpcβ)的上游序列（Pcpcβ),及编码谷氨酰胺合成酶的glnA基因片段,以Pcpcβ作为启动子,以glnA基因片段作为整合平台,构建含有小鼠金属硫蛋白-Ⅰ（mMT-Ⅰ)cDNA的同源整合表达载体pKGC-MT,通过自然转化法将整合表达载体导入聚球藻7002中,经氨苄青霉素筛选,得到遗传性状稳定的转基因藻,PCR检测证明mTM-Ⅰ基因已整合到蓝藻基因组DNA上;蛋白质印迹表明mMT-Ⅰ已在蓝藻中表达;ELISA结果显示mMT-Ⅰ在蓝藻中的表达量约为800μg/g。     

通过同源重组在聚球藻7002中表达小鼠金属硫蛋白-Ⅰ的初步研究

用PCR方法从海洋单细胞蓝藻聚球藻7002(Synechococcus sp. PCC 7002)基因组DNA中扩增得到藻蓝蛋白β亚基基因(cpcβ)的上游序列(Pcpcβ),及编码谷氨酰胺合成酶的glnA基因片段.以Pcpcβ作为启动子、以glnA基因片段作为整合平台,构建含有小鼠金属硫蛋白-Ⅰ(mMT-Ⅰ)cDNA的同源整合表达载体pKGC-MT.通过自然转化法将整合表达载体导入聚球藻7002中,经氨苄青霉素筛选,得到遗传性状稳定的转基因藻.PCR检测证明mMT-Ⅰ基因已整合到蓝藻基因组DNA上;蛋白质印迹表明mMT-Ⅰ已在蓝藻中表达;ELISA结果显示mMT-Ⅰ在蓝藻中的表达量约为800 μg/g.     

杏蔗糖转运蛋白基因PaSUC4的获得及其生物信息学分析

果树通过蔗糖转运蛋白转运蔗糖进入果实细胞中,蔗糖转运蛋白的转运效率直接影响着果实的糖含量和果实的品质。利用RT-PCR方法,从吉农红杏中获得蔗糖转运蛋白基因Pa SUC4,测序结果表明序列全长2 480 bp,其中完整开放阅读框1 500 bp,编码499个氨基酸。预测编码的蛋白质分子量为53.58 k Da,等电点为9.31。相似性及系统进化分析发现,所得蔗糖转运蛋白与蔷薇科李属植物中同类蛋白序列相似性很高,推测其功能也具有保守性。对其表达分析结果显示Pa SUC4在杏树各部位中的表达具有组织特异性,其中成熟叶片中表达量最高,雌蕊中表达量最低。为进一步研究其生物学功能,构建了适合植物遗传转化的植物表达载体并进行了烟草遗传转化。研究结果为普通杏优良品种培育提供了参考。     

烟粉虱MED隐种气味结合蛋白基因BtabOBP2和BtabOBP4的cDNA克隆及原核表达

采用RT-PCR和RACE技术成功克隆烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP)基因BtabOBP2和BtabOBP4的cDNA全长。BtabOBP2(Gen Bank登录号:AIS71883)和BtabOBP4(Gen Bank登录号:AIS71884)的cDNA序列全长分别为1107 bp和874 bp,完整开放阅读框(ORF)分别为744 bp和429 bp,分别编码247和142氨基酸,BtabOBP4有6个保守的半胱氨酸,属于典型OBP,而BtabOBP2除了具有典型OBP的6个半胱氨酸,增加了3个保守的半胱氨酸,属于Plus-C OBP。将得到的BtabOBP2和BtabOBP4重组到原核表达载体pET30a(+),转化入BL21(DE3)大肠杆菌感受态细胞,用IPTG诱导融合蛋白表达。采用亲和层析和凝胶过滤层析纯化融合蛋白,并进行Western blot分析。结果显示,BtabOBP2和BtabOBP4融合蛋白在大肠杆菌中均有可溶性表达,Western blot结果证实所表达的融合蛋白确实为目的蛋白。BtabOBP2融合蛋白在SDS-PAGE中的表观分子量比预测的分子量大了6.53 k Da,用重组肠激酶切掉6×His标签后,目的蛋白的表观分子量与预测分子量相近,偏差降低,说明6×His标签是造成融合蛋白表观分子量偏差的原因。本研究明确了烟粉虱气味结合蛋白基因BtabOBP2和BtabOBP4的核苷酸、氨基酸序列特征,并成功进行了原核表达和纯化,为进一步研究这两个OBP基因的分子结构和功能奠定了基础。     

粘虫β-actin基因cDNA的克隆、序列分析及表达量检测

β-actin基因作为actin家族的一员,在基因定量实验中常用作内参基因。本实验运用RT-PCR和RACE技术,以粘虫Mythimna separata(Walker)cDNA为模板,对β-actin基因进行克隆获得全长cDNA序列,并利用生物信息学方法,对β-actin基因全长cDNA序列及推测得到的β-actin蛋白序列进行分析。结果表明,获得的粘虫核β-actin基因cDNA序列长度为1 472 bp,其中包括68 bp的5′非编码区、273 bp的3′非编码区和1 131 bp的开放阅读框,编码一个376个氨基酸蛋白,具有actin蛋白家族典型特征。推测得到的粘虫β-actin蛋白理论分子量为41.7497 ku,等电点为5.29,富含6种类型的特定功能位点。该蛋白序列与其他动物β-actin蛋白序列具有97.9%～99.7%高度同源性。β-actin表达量检测结果显示β-actin在6种不同组织间表达无显著差异(P>0.05),表明β-actin可作为研究粘虫不同基因表达水平高低的可靠内参基因。该基因的cDNA序列已经递交GenBank并获得登录号为GQ856238。     

梅花鹿FSH β亚基基因克隆与融合表达

以原构建的克隆载体为模板,PCR扩增梅花鹿FSHβ亚基基因,TA克隆后经双酶切插入表达载体pGEX-6P-2,阳性克隆导入E.coli BL21,IPTG诱导表达GST-FSHβ融合蛋白,SDS-PAGE进行分析鉴定.结果显示,FSHβ PCR产物大小约410 bp,测序结果与GenBank序列一致,成功构建了重组表达载体pGEX-6P-2-FSHβ,融合蛋白经SDS-PAGE分析,在相对分子量39.5 kD处,出现特异性蛋白条带,说明梅花鹿FSHβ亚基基因片段已在E.coli BL21中成功表达了FSHβ-GST融合蛋白,融合蛋白功能有待进一步分析.     

意大利蝗转录组及性腺发育相关基因分析

【目的】意大利蝗Calliptamus italicus是新疆荒漠、半荒漠草原优势危害种类之一,其生殖相关基因信息缺乏。本研究对意大利蝗精巢和卵巢组织进行高通量转录组测序,旨在揭示意大利蝗转录组特征,并获得与性腺发育相关的基因数据。【方法】利用Illumina高通量测序平台(Hi Seq/Mi Seq)对意大利蝗进行了转录组测序,并进行序列分析。【结果】获得718 872条unigenes,平均长度631 bp,N50为1 186 bp。通过同源性比对,成功注释254 597条unigenes,其中,Nr数据库注释占28.87%,比例最高。Nr数据库注释的unigenes与黑褐草蚁Lasius niger的相似基因序列最多,为10.80%。与GO数据库比对发现,意大利蝗转录组unigene可分为3大类:涉及分子功能的unigenes有31 392条,涉及细胞组分的unigenes有20 586条,与生物学过程有关的unigenes有57 014条。KEGG pathways分析表明,23 666条unigenes归属于251个通路。涉及生殖系统发育的通路有卵母细胞减数分裂、胰岛素信号通路、Wnt信号通路、促性腺激素释放激素信号通路、转化生长因子β信号通路以及泛素介导的蛋白水解、黄体酮介导的卵母细胞成熟、昆虫激素生物合成等。进一步筛选得到部分与性腺发育相关的基因,包括vg,vgr,sox 21b,testis-specific serine/threonine-protein kinase,spermatogenesis-associated protein和vasa-like gene等。【结论】本研究获得了意大利蝗转录组数据及性腺发育相关基因,为进一步研究意大利蝗生殖调控机理奠定了分子基础。     

甜菜夜蛾三个60S核糖体蛋白基因的获得与序列分析

核糖体是生物细胞内的蛋白质合成场所,核糖体蛋白除了参与组装核糖体的大小亚基之外,在生物体内还行使其它功能。本研究以甜菜夜蛾Spodoptera exigua幼虫整体的cDNA为模板,扩增得到了甜菜夜蛾60S核糖体蛋白L6、L7和L10的cDNA序列SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10。SeRPL6、SeRPL7和SeRPL10的开放读码框分别为819bp、807bp和660bp,分别编码272、268和219个氨基酸。其中SeRPL7中包含一段由27个氨基酸构成的信号肽序列,SeRPL10中有一个预测的抗生素结合位点。通过NJ进化树构建及与其它昆虫相应的核糖体蛋白比较,发现这三个基因都具有高度的保守性,SeRPL7和SeRPL10氨基酸序列与许多昆虫相应蛋白的同源性都超过了70％。