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。     

甜菜夜蛾羧酸酯酶基因cDNA的克隆、表达及序列分析

羧酸酯酶是昆虫体内重要的解毒酶系之一,与昆虫抗药性产生相关。利用粉纹夜蛾Trichoplusia ni (Hübner)肠粘蛋白多克隆抗体免疫筛选甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)中肠cDNA表达文库,得到编码羧酸酯酶的全长cDNA克隆。该cDNA克隆全长1 812 bp(GenBank登录号EF580101),开放阅读框长1 605 bp,编码535个氨基酸。该蛋白活性中心包括3个氨基酸残基（催化三联体）： Ser186, Glu319和His443, 3个N-联糖基化位点,具备羧酸酯酶的结构特征,属羧酸酯酶家族（EC: 3.1.1.-）。将该基因与pQE30载体重组,经IPTG诱导,spot-blot鉴定,蛋白获得了表达;以α-醋酸萘酯为底物,检测表达的羧酸酯酶活性为1.3 nmol/100 μL酶液。     

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。     

家蚕基质金属蛋白酶基因Bm-MMP的克隆、序列分析及表达研究

基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases, MMPs）家族是一类蛋白水解酶, 能够降解基底膜和细胞外基质中大部分蛋白质。为了研究MMPs对家蚕Bombyx mori基本生理功能的影响, 本文利用RACE和RT-PCR方法, 首次从家蚕蛹中克隆了一个MMP基因的全长cDNA, 命名为Bm-MMP。序列分析表明, Bm-MMP的mRNA存在两个选择性剪切变体, 分别命名为Bm-MMP-V1和Bm-MMP-V2。其中Bm-MMP-V1 cDNA全长为2 257 bp, 包含一个1 686 bp的开放阅读框, 编码561个氨基酸, 预测蛋白质分子量约为62.3 kD; Bm-MMP-V2 cDNA全长为2 188 bp。同源性分析表明, Bm-MMP-V1和Bm-MMP-V2的氨基酸序列与蜡螟Galleria mellonella的Gm1-MMP的氨基酸序列同源性最高, 均为88.8%;与黑腹果蝇Drosophila melanogaster的Dm1-MMP的氨基酸序列同源性, 分别为61.2%和64.3%。将Bm-MMP-V1的编码区连接到表达载体pET28a(+)上, 并在大肠杆菌BL21中进行原核表达, SDS-PAGE和Western blot分析结果表明, 带有6×His标签的融合蛋白被成功表达。半定量RT-PCR分析表明, Bm-MMP-V1和Bm-MMP-V2在4龄眠蚕、熟蚕、吐丝后36及48 h、预蛹中的表达量比5龄中食期与化蛹后的表达量高, 推测该基因与家蚕幼虫蜕皮变态有关;LPS诱导5龄3 d的幼虫, 其Bm-MMP-V1和Bm-MMP-V2在血液中的表达量升高, 推测Bm-MMP可能与免疫相关。本研究为进一步研究Bm-MMP在家蚕体内的作用机制奠定了基础。     

小菜蛾化学感受蛋白基因PxylCSP1的克隆和表达

利用RT-PCR和RACE技术克隆到小菜蛾Plutella xylostella 化学感受蛋白（CSP）基因PxylCSP1（GenBank登录号: FJ361903）,其核苷酸序列全长405 bp,编码134个氨基酸残基,预测N-末端包含19个氨基酸组成的信号肽序列,估测其成熟蛋白分子量为13.56 kD,等电点为6.12。该基因编码氨基酸序列和其他鳞翅目昆虫CSP的氨基酸序列比对同源性较高（70%~80%）。RT-PCR结果表明PxylCSP1不仅存在于小菜蛾的触角中,还存在于头、足、腹和翅中。Real-time PCR结果表明PxylCSP1的表达水平因被测小菜蛾的性别、日龄、组织不同和交配与否而异。     

蜜蜂属六蜂种间MRJP2基因C-端重复序列的比较分析

构建了中华蜜蜂（Apis cerana cerana,中蜂）8日龄工蜂头部cDNA文库,获得了中蜂王浆主蛋白2（major royal jelly protein 2,MRJP2）的全长cDNA序列,该序列长1 605bp,包含一个编码468个氨基酸的开放阅读框（open reading frame,ORF）。在中蜂MRJP2的cDNA序列的C-端,首次发现存在串联重复片段长度多态性（variable numbers of tandem repeat,VNTR）。克隆并测定了蜜蜂属Apis内其他5个种的MRJP2基因的C-端重复序列,结果表明: 在蜜蜂属的其他5个种中,C-端重复片段的核心序列是以碱基高度突变方式而表现出个体之间的多态性,而重复片段长度基本一致。中蜂与西方蜜蜂A. mellifera,大蜜蜂A. dorsata与黑大蜜蜂A. laboriosa,以及小蜜蜂A. florea与黑小蜜蜂A. andreniformis分别形成3个进化枝。中蜂和西方蜜蜂与大蜜蜂和黑大蜜蜂之间的亲缘关系较近,而与小蜜蜂和黑小蜜蜂的亲缘关系较远。     

柚子(Citrus grandis Osbeck)S-like核酸酶基因CgSL1的分离与特征分析

从柚子(CitrusgrandisOsbeck)2个自交不亲和品种溪蜜柚和度尾蜜柚的花柱中克隆出一个类似S核酸酶基因CgSL1(C.grandisS-likeRNase),它的cDNA序列全长1074bp,编码297个氨基酸。通过与其它植物S-like核酸酶和S核酸酶氨基酸序列进行比较,发现CgSL1类似于S-like核酸酶,与拟南芥中的RNS2一致性为62.5%。对CgSL1的表达分析表明该基因在花柱、花药、叶片不同器官以及花柱的不同发育阶段均有表达,且在花柱中的表达随衰老增强,由此推测它可能与衰老有关。     

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     

蝶蛹金小蜂寄生对菜粉蝶血细胞骨架相关蛋白基因的转录调控

为揭示蝶蛹金小蜂Pteromalus puparum抑制寄主菜粉蝶Pieris rapae血细胞免疫反应的分子机制, 克隆了菜粉蝶肌动蛋白、肌动蛋白解聚因子及微管蛋白cDNA, 并研究了蝶蛹金小蜂寄生对其转录水平的影响。结果显示： 菜粉蝶肌动蛋白cDNA ORF为1 131 bp, 编码377 aa, 预测分子量为41.78 kDa, pI为5.29, 与其他昆虫肌动蛋白的相似性非常高, 在90%以上。氨基酸组成特点和系统进化分析表明, 克隆到的菜粉蝶肌动蛋白基因属细胞质型肌动蛋白。菜粉蝶肌动蛋白解聚因子cDNA全长为1 243 bp, ORF为 447 bp, 编码149 aa, 预测分子量为16.97 kDa, pI为7.11,与家蚕Bombyx mori、赤拟谷盗Tribolium castaneum、意大利蜜蜂Apis mellifera和桑粉介壳虫Maconellicoccus hirsutus肌动蛋白解聚因子的相似性分别为97%, 87%, 89%和72%。菜粉蝶微管蛋白cDNA全长为1 757 bp, ORF为1 344 bp, 编码448 aa, 预测分子量为50.38 kDa, pI为4.86, 与家蚕β型微管蛋白1, 2, 3和4的相似性分别为97%, 97%, 87%和93%。系统进化分析表明, 克隆到的菜粉蝶微管蛋白基因属β型微管蛋白。RT-PCR分析表明, 蝶蛹金小蜂寄生能抑制肌动蛋白、肌动蛋白解聚因子及微管蛋白基因在菜粉蝶蛹血细胞中的转录水平。由此推断蝶蛹金小蜂调控寄主血细胞骨架相关蛋白基因的转录是该蜂抑制寄主血细胞免疫反应的分子机制之一。     

甜菜夜蛾泛素延伸蛋白基因cDNA的3′RACE-PCR扩增及其克隆和表达

根据已知的草地夜蛾Spodoptera frugiperda的泛素延伸基因 5'端核苷酸序列设计引物,应用3'RACE-PCR技术,从甜菜夜蛾S. exigua脂肪体组织总RNA中反转录扩增泛素基因的cDNA片段。扩增得到的片段全长513 bp,3'末端有123 bp的非翻译区,翻译区编码一个长为129个氨基酸残基的蛋白质,预测分子量为14.8 kD。同源分析表明,此cDNA序列为ubiquitin-53aa extension protein(ubi-53) 基因,在泛素蛋白后融合了一个核糖体L40蛋白（ribosomal L40 protein）。用MagAlign和Genedoc软件对cDNA编码的氨基酸序列进行了同源性分析,结果表明： 甜菜夜蛾的ubi-53基因与真核生物家蚕Bombyx mori、草地夜蛾、果蝇Drosophila melanogaster和人Homo sapienes泛素的同源性分别为96.9%、98.5%、95.3%和93.0%,与甜菜夜蛾核型多角体病毒(SeNPV)泛素的同源性为78.8%,说明真核生物的泛素基因与核型多角体病毒的泛素基因可能存在不同的分子进化途径。将甜菜夜蛾的ubI-53基因克隆到原核表达载体pET-28a上,转化至BL21（DE3）中,用IPTG进行诱导表达,用异源泛素单克隆抗体进行Western blot检测,证明原核表达蛋白是目的蛋白。     

东亚飞蝗中肠几丁质酶基因的克隆、序列分析及组织定位

通过RACE方法,克隆了东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)几丁质酶基因 (LmChi)cDNA全序列 (GenBank 登录号：EF092841)。获得的cDNA全长1 604 bp,其中可读框1 452 bp, 编码483个氨基酸。推测其氨基酸序列与18家族昆虫几丁质酶有较高的相似性。与其他几丁质酶一样,东亚飞蝗几丁质酶序列也包含一个信号肽、一个几丁质酶活性位点、一个碳端丝氨酸富集区和一个几丁质结合域。半定量RT-PCR研究表明,LmChi基因只在东亚飞蝗不同发育阶段的中肠组织中表达,而在东亚飞蝗体壁、前肠和后肠均没有发现LmChi基因的转录。     

野猪CAPN7基因的克隆、表达和变异分析

钙蛋白酶是细胞质中主要的蛋白水解酶,在肌肉生长、蛋白转化及嫩化过程中发挥复杂的作用。本研究利用RT-PCR、生物信息学方法克隆野猪（Sus scrofa ussuricus）CAPN7 cDNA并进行序列分析,利用相对定量RT-PCR方法研究其组织表达情况和利用PCR-SSCP方法对其进行变异分析。结果表明,野猪CAPN7基因编码区全长2 442 bp,预期编码813个氨基酸残基,多肽链中存在着calpain家族的催化结构域和催化活性中心;野猪CAPN7不同程度地表达于所检测的12种组织中,在6、9月龄野家杂交猪肌肉组织中的相对表达量高于同一时期的大白猪肌肉组织;所检测到的3种基因型在野猪、民猪和杜洛克中的分布存在着极显著差异。本研究为进一步揭示calpain7的功能提供了分子生物学基础。     

朱砂叶螨HSP90基因克隆及原核表达

采用RT-PCR及RACE技术克隆朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus的热激蛋白90(HSP90)基因, 并进行序列分析, 得到一条长2 595 bp的cDNA序列, 该序列开放阅读框（open reading frame, ORF）为2 169 bp, 编码722个氨基酸, 分子量约为83.45 kDa, 理论等电点为4.81, 3′非编码区（untranslated region, UTR）为249 bp, 5′UTR为177 bp。通过Antheprot分析发现5个HSP90家族的签名序列及胞质HSP90特征序列MEEVD。同源性分析表明, 朱砂叶螨HSP90编码区核苷酸序列和其他已知的HSP90, 尤其是节肢动物昆虫的HSP90, 具有很高的相似性。将鉴定正确的原核重组表达质粒pET43a-TcHSP90, 转化大肠杆菌Escherichia coli BL21(origami) 进行原核表达, 应用SDS-PAGE和Western blotting技术分离并检测融合蛋白, 结果表明构建的原核表达质粒可以在宿主菌中稳定、正确表达。朱砂叶螨TcHSP90基因的克隆、原核表达, 为进一步研究HSP90的性质和功能的研究提供有用的实验材料。     

Histamine-mediated increases in cytosolic [Ca2+] involve different mechanisms in human pulmonary artery smooth muscle and endothelial cells

Agonist stimulation of human pulmonary artery smooth muscle cells (PASMC) and endothelial cells (PAEC) with histamine showed similar spatiotemporal patterns of Ca²⁺ release. Both sustained elevation and oscillatory patterns of changes in cytosolic Ca²⁺ concentration ([Ca²⁺]_cyt) were observed in the absence of extracellular Ca²⁺. Capacitative Ca²⁺ entry (CCE) was induced in PASMC and PAEC by passive depletion of intracellular Ca²⁺ stores with 10 µM cyclopiazonic acid (CPA; 15–30 min). The pyrazole derivative BTP2 inhibited CPA-activated Ca²⁺ influx, suggesting that depletion of CPA-sensitive internal stores is sufficient to induce CCE in both PASMC and PAEC. The recourse of histamine-mediated Ca²⁺ release was examined after exposure of cells to CPA, thapsigargin, caffeine, ryanodine, FCCP, or bafilomycin. In PASMC bathed in Ca²⁺-free solution, treatment with CPA almost abolished histamine-induced rises in [Ca²⁺]_cyt. In PAEC bathed in Ca²⁺-free solution, however, treatment with CPA eliminated histamine-induced sustained and oscillatory rises in [Ca²⁺]_cyt but did not affect initial transient increase in [Ca²⁺]_cyt. Furthermore, treatment of PAEC with a combination of CPA (or thapsigargin) and caffeine (and ryanodine), FCCP, or bafilomycin did not abolish histamine-induced transient [Ca²⁺]_cyt increases. These observations indicate that 1) depletion of CPA-sensitive stores is sufficient to cause CCE in both PASMC and PAEC; 2) induction of CCE in PAEC does not require depletion of all internal Ca²⁺ stores; 3) the histamine-releasable internal stores in PASMC are mainly CPA-sensitive stores; 4) PAEC, in addition to a CPA-sensitive functional pool, contain other stores insensitive to CPA, thapsigargin, caffeine, ryanodine, FCCP, and bafilomycin; and 5) although the CPA-insensitive stores in PAEC may not contribute to CCE, they contribute to histamine-mediated Ca²⁺ release. intracellular calcium stores; oscillations; pulmonary hypertension     

氟虫脲对东亚飞蝗和中华稻蝗几丁质合成酶基因表达的影响

为了探讨氟虫脲可能的作用靶标及毒性机制, 本研究以重要农业害虫东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)和中华稻蝗Oxya chinensis (Thunberg)为材料, 采用简并引物扩增中华稻蝗几丁质合成酶1基因（OcCHS1）的部分cDNA序列; 以氟虫脲浸渍法处理2龄中期中华稻蝗及1, 2和3龄东亚飞蝗若虫为处理组, 丙酮处理为对照组, 使用RT-PCR和实时荧光定量PCR方法分析氟虫脲对蝗虫几丁质合成酶基因mRNA表达的影响。结果获得的OcCHS1部分cDNA序列, 其长度为312 bp, 编码104个氨基酸, GenBank登录号为HM214491, 与东亚飞蝗几丁质合成酶1基因（LmCHS1）在氨基酸水平上相似度达95％。RT-PCR结果显示, 处理组几丁质合成酶1扩增带均强于对照组。实时荧光定量PCR结果表明: 与对照组相比, 处理组中华稻蝗2龄中期若虫OcCHS1 mRNA表达提高了1.02倍, 东亚飞蝗1, 2, 3龄若虫LmCHS1 mRNA表达分别提高了34%, 82%和89%, 差异显著（P<0.05）。分析基因表达提高的原因是几丁质合成受阻后基因表达水平的一种代偿性增加, 由此推测几丁质合成酶可能是氟虫脲作用的靶标之一。     

Sequence Analysis of Cloned cDNA and Proteolytic Fragments for Nitrate Reductase from Spinacia oleracea L.

Proteolytic fragments were obtained by limited proteolysis of120 kDa nitrate reductase from Spinacia oleracea L. using trypsinand Staphylococcus aureus V8 protease. Determination of NH₂-terminalsequences in 9 to 14 Edman degradation steps allowed the exactlocalization of the fragments within the amino-acid sequenceof spinach nitrate reductase was deduced from the nucleotidesequence of cDNA clone pSPNR117 which was initially identifiedby hybridization to squash nitrate reductase cDNA clone [Crawford,¹N. M., Campbell, W. H. and Davis, R. W. (1986) Proc. Natl. Acad.Sci. USA 83: 8073] and anti spinach nitrate reductase polyclonalantibodies. This clone has a 2324 base insert, and the aminoacid sequence deduced from its open reading frame, which contains640 residues. The predicted sizes 42.5 and 30 kDa were in reasonableagreement with previous determination of the apparent molecularsizes of the FAD-cyt-chrome b557-binding, and FAD-binding fragments,respectively. Arginine residue was the cleavage site for trypsin and glutamicacid was for S. aureus V8 protease. The amino acid residueswithin the linker regions which connect the functional domains,could be cleaved with trypsin or S. aureus V8 protease may bewell conserved in the amino acid sequences deduced from thenitrate reductase cDNA sequences. A sequence identity of 61.2-80.1 % was found in the amino acidsequences deduced from the cDNA sequences as obtained by spinachand other higher plant nitrate reductases. However, the aminoacid sequences surrounding the proteolytic cleavage sites ofnitrate reductase had poor homology. (Received March 30, 1991; Accepted July 24, 1991)     

中华蜜蜂化学感受蛋白基因Acer-CSP1克隆与表达特征分析

化学感受蛋白(chemosensory proteins, CSPs)是昆虫化学感受系统中重要的组成部分之一。本研究克隆了中华蜜蜂Apis cerana cerana化学感受蛋白基因Acer-CSP1, 其核苷酸全长351 bp （GenBank登录号为FJ157352）, 编码116个氨基酸残基, 预测蛋白分子量为13.85 kD, 等电点为4.89, 且含有4个保守的半胱氨酸残基, 均符合昆虫CSPs的一般特征, 且与意蜂CSP1基因具有99.1%的相似性, 与其他昆虫也有45.3%~68.0%的相似性。利用2^-ΔΔCt法及绝对定量法的real-time PCR技术对Acer-CSP1在中蜂不同器官表达特征进行了研究, 得出的一致结论为Acer-CSP1显著水平地高丰度表达于中华蜜蜂触角, 其次大量表达于头部。由于触角为中华蜜蜂最主要的嗅觉器官, 而头部则具有发达的感觉神经系统和味觉系统, 这也提示Acer-CSP1极有可能参与中华蜜蜂的嗅觉以及其他化学感受功能。