桔小实蝇肽聚糖识别蛋白基因BdPGRP-SB1的克隆及功能鉴定

【目的】为探究肽聚糖识别蛋白(PGRP)基因BdPGRP-SB1在桔小实蝇Bactrocera dorsalis免疫中的作用。【方法】本研究利用PCR克隆桔小实蝇BdPGRP-SB1全长cDNA序列;利用生物信息学软件对该基因核苷酸序列及其编码的氨基酸序列特征进行分析。采用RT-qPCR分析BdPGRPSB1在桔小实蝇不同发育阶段(卵、幼虫、蛹、成虫)及5日龄成虫不同组织(中肠、马氏管、后肠、脂肪体、卵巢和精巢)中的表达模式;对桔小实蝇5日龄雌成虫分别注射大肠杆菌Escherichia coli0111:B4肽聚糖(PGN-EB)和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus肽聚糖(PGN-SA)后检测BdPGRP-SB1表达水平变化。利用RNAi沉默BdPGRP-SB1的表达,测定大肠杆菌和金黄色葡萄球菌诱导后桔小实蝇雌成虫的死亡率及大肠杆菌诱导后抗菌肽(AMP)基因attacin-A,defensin和diptercin表达变化情况。【结果】克隆获得桔小实蝇BdPGRP-SB1的全长cDNA序列(GenBank登录号:MN892482),开放阅读框长558 bp,编码1...     

桔小实蝇肽聚糖识别蛋白基因BdPGRP-SB1的克隆及功能鉴定

【目的】为探究肽聚糖识别蛋白(PGRP)基因BdPGRP-SB1在桔小实蝇Bactrocera dorsalis免疫中的作用。【方法】本研究利用PCR克隆桔小实蝇BdPGRP-SB1全长cDNA序列;利用生物信息学软件对该基因核苷酸序列及其编码的氨基酸序列特征进行分析。采用RT-qPCR分析BdPGRP-SB1在桔小实蝇不同发育阶段(卵、幼虫、蛹、成虫)及5日龄成虫不同组织(中肠、马氏管、后肠、脂肪体、卵巢和精巢)中的表达模式;对桔小实蝇5日龄雌成虫分别注射大肠杆菌Escherichia coli 0111:B4肽聚糖(PGN-EB)和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus肽聚糖(PGN-SA)后检测BdPGRP-SB1表达水平变化。利用RNAi沉默BdPGRP-SB1的表达,测定大肠杆菌和金黄色葡萄球菌诱导后桔小实蝇雌成虫的死亡率及大肠杆菌诱导后抗菌肽(AMP)基因attacin-A, defensin和diptercin表达变化情况。【结果】克隆获得桔小实蝇BdPGRP-SB1的全长cDNA序列(GenBank登录号: MN892482),开放阅读框长558 bp,编码185个氨基酸,其编码蛋白预测分子量为21.45 kD,等电点为8.57。序列分析表明,BdPGRP-SB1无跨膜结构域,具有PGRP保守结构域,前端具有信号肽,为分泌型蛋白;具有Zn²⁺依赖性酰胺酶活性和DAP型肽聚糖识别位点。系统进化分析发现,BdPGRP-SB1与辣椒实蝇B. latifrons的PGRP-SB1亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达96%。发育表达模式表明,BdPGRP-SB1在桔小实蝇3日龄幼虫和成虫期高表达;组织表达谱结果显示BdPGRP-SB1在5日龄成虫各组织中均有表达,在脂肪体内表达量最高。PGN-EB和PGN-SA均能诱导桔小实蝇雌成虫体内BdPGRP-SB1表达水平变化。通过RNAi抑制BdPGRP-SB1表达后,注射大肠杆菌导致桔小实蝇雌成虫死亡率显著升高,以及attacin-A, defensin和diptercin表达量显著上调。【结论】结果说明桔小实蝇BdPGRP-SB1参与识别革兰氏阴性细菌,并可能参与桔小实蝇Imd途径调控其免疫反应。     

昆虫肽聚糖识别蛋白研究进展

在脊椎动物和非脊椎动物中,识别非己是天生免疫反应中的第一步。肽聚糖是细菌细胞壁的必需成分,属于进化上保守的微生物表面病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern, PAMP),可以被模式识别蛋白(pattern recognition proteins, PRRs)如肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins, PGRPs)识别。 在昆虫的天生免疫系统中,有些PGRPs能够利用细菌独有的肽聚糖识别入侵细菌,并将细菌入侵信号传递给下游的抗菌肽(antimicrobial peptide, AMP)合成途径,启动抗菌肽基因的转录及合成;PGRPs对肽聚糖的识别也会启动酚氧化酶原途径的激活,引起黑化反应。有些具有酰胺酶活性的PGRPs可以促进吞噬作用;有些可以抑制抗菌肽合成以减弱过度免疫反应带来的损伤。还有一些PGRPs作为效应因子直接作用于细菌将细菌杀死。本文主要从昆虫PGRPs作为识别受体(recognition receptor)、调节子(regulator)和效应因子(effector) 3个方面进行了综述,并分析了目前PGRPs研究中仍不清楚的问题和未来研究的方向。     

非洲爪蟾短型肽聚糖识别蛋白基因的克隆与鉴定

采用生物信息学方法首次对非洲爪蟾短型肽聚糖识别蛋白(xePGRP-S)基因进行了克隆,并对其在胚胎发育和成年爪蟾各组织中的表达状况进行了分析。xePGRP-ScDNA全长720bp,开放阅读框为549bp,编码182个氨基酸。序列比对显示xePGRP-S与其他物种PGRP-S的序列相似性在42.4%-50.5%之间。RT-PCR显示在非洲爪蟾胚胎发育至3d时可以明显检测到xePGRP-S的表达,之后呈持续性表达,且在所检测的心、肝、脾、肺、肾、肠和胃这7种组织器官中呈组成型表达。       

甜菜夜蛾类钙粘蛋白基因全长cDNA的克隆及序列分析

昆虫中肠膜上的类钙粘蛋白(cadherin-like protein)是Bt毒素的一类重要受体,它与Bt毒素对昆虫的杀虫作用机制以及昆虫对Bt毒素的抗性等密切相关。本研究根据已报道的其它昆虫的类钙粘蛋白基因的保守区设计简并引物,应用RT-PCR和RACE技术克隆了迁飞性重要害虫甜菜夜蛾Spodoptera exigua(Hübner)类钙粘蛋白基因全长cDNA序列(命名为SeCAD,GenBank登录号为HQ647122),全长5582bp,编码1739个氨基酸,推导的氨基酸序列包括1个信号肽、1个前蛋白区、11个钙粘蛋白重复、1个近膜区、1个跨膜区和1个胞质区。预测的分子量和等电点分别为196.447ku和4.47。该蛋白与同科的大螟Sesamia inferens、蛀茎夜蛾S.nonagrioides、烟芽夜蛾Heliothi svirescens、烟夜蛾Helicover paassulta亲缘关系更近,氨基酸序列一致性分别为61.28%、60.34%、60.14%、60.08%。这些结果对于揭示转Bt基因作物对非靶标、迁飞性甜菜夜蛾的杀虫作用机制以及评价其潜在的对Bt毒素抗性机制等奠定了基础。     

三角帆蚌短型肽聚糖识别蛋白S3基因克隆及表达分析

肽聚糖识别蛋白（PGRPs）是机体先天免疫系统中的重要模式识别受体,研究对三角帆蚌的一种短型肽聚糖识别蛋白进行了克隆与表达分析。研究采用5、3 RACE技术,对高通量转录组测序所得三角帆蚌PGRPS3基因（hcPGRPS3）片段分别进行了5,3末端克隆,经拼接得到hcPGRPS3 cDNA全长序列。采用多种分子生物学软件对hcPGRPS3 cDNA全长序列进行了特征分析,实时荧光定量（qRT-PCR）检测了其组织分布,及经肽聚糖（Peptidoglycan,PGN）和脂多糖（Lipopolysaccharide,LPS）刺激后其在肝胰腺中的基因表达变化。hcPGRPS3 cDNA全长1438 bp,开放阅读框为858 bp,编码285个氨基酸,预测分子量大小为32.3 ku,pH 7.0时的理论等点为7.98。序列中不存在信号肽与跨膜结构。氨基酸序列保守性分析表明,其他物种短型PGRP中,以夏威夷短尾鱿PGRP4与hcPGRPS3同源性最高（51%）。qRT-PCR检测结果显示,hcPGRPS3在性腺及肝胰腺中表达水平较高。经PGN或LPS刺激后,肝胰腺中hcPGRPS3表达水平显著上调,表明hcPGRPS3可能在机体抗菌免疫反应中发挥重要作用。     

大蜡螟中类肽聚糖识别蛋白Gm21的鉴定、基因克隆及序列分析

为了调查毒素蛋白免疫下大蜡螟Galleria mellonella L.产生的免疫相关蛋白,采用双向电泳的方法,从大蜡螟血淋巴中鉴定得到一种昆虫肽聚糖识别蛋白Gm21,通过RT-PCR、cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆得到其全长基因,该基因全长cDNA具有完整的编码框,编码211个氨基酸,序列分析表明该蛋白是一种具有潜在酰胺酶活性的S型肽聚糖识别蛋白.本研究中Gm21蛋白在免疫压力下的上调表达及其cDNA序列的克隆,对进一步深入研究昆虫肽聚糖识别蛋白的功能具有重要的意义.     

一个调控抗菌肽表达的小菜蛾肽聚糖识别蛋白(PxPGRP-SA)

【目的】肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRPs)是昆虫免疫系统中一类重要的模式识别蛋白。本研究旨在阐明经苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis侵染后,小菜蛾Plutella xylostella PGRP-SA基因(命名为Px PGRP-SA)在体内的表达模式和对抗菌肽基因的表达调控。【方法】本研究利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析B.thuringiensis侵染小菜蛾幼虫后Px PGRP-SA的转录模式,通过RNAi技术结合抗血清封闭实验检测Px PGRP-SA对小菜蛾抗菌肽基因的表达调控作用。【结果】qRT-PCR检测表明,小菜蛾4龄幼虫在注射具有活性的B.thuringiensis 6 h后,Px PGRP-SA在脂肪体和血细胞中表达量迅速上升,其中脂肪体中的表达量在注射24 h后达到高峰,而在血细胞中的表达量在18 h后达到高峰。RNAi沉默小菜蛾4龄幼虫Px PGRP-SA的转录后,可显著降低小菜蛾脂肪体中cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin 4个抗菌肽基因及Dorsal和Sptzle基因的mRNA转录水平;注射anti-Px PGRP-SA封闭小菜蛾体内Px PGRP-SA的活性后,也可降低小菜蛾脂肪体中4个抗菌肽基因的mRNA转录水平;Px PGRP-SA转录沉默后,同时导致添食B.thuringiensis的小菜蛾幼虫的存活率明显降低。【结论】Px PGRP-SA参与了小菜蛾体内抗菌肽cecropin,moricin-2,lysozyme和defensin基因的表达调控,并在免疫防御B.thuringiensis的侵染过程中起了重要的作用。     

肽聚糖识别蛋白抗菌活性及参与炎症的免疫作用

哺乳动物肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins, PGRPs)是一类可识别肽聚糖的模式识别受体,在先天免疫应答中发挥重要的识别和调节功能。PGRPs通过与肽聚糖结合,诱导激活细菌双组分系统(two-component systems, TCSs)如CssR-CssS、CpxA-CpxR等,诱导氧化应激、硫醇应激和金属应激等反应发挥抗菌活性。现对PGRPs的抗菌活性及其与抗生素的杀菌机制进行比较,旨在为疾病的防治提供理论依据。     

非洲爪蟾中一种长型肽聚糖识别蛋白的克隆与表达分析(英文)

肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition proteins,PGRPs)是固有免疫系统中一类重要的模式识别受体。该文首次从两栖类模式生物-非洲爪蟾(Xenopus tropicalis)中克隆得到了一个长型PGRP(XtPGRP-L)基因。XtPGRP-L具有5个外显子和4个内含子的基因组结构,该结构在进化的过程中比较保守。序列比对与系统进化分析显示XtPGRP-L具有保守的酰胺酶活性位点。蛋白质建模显示XtPGRP-L拥有保守的3-D结构。实时定量PCR检测显示,XtPGRP-L在非洲爪蟾胚胎早期不表达,到72h蝌蚪期开始表达。在成体的肝脏、肺、肠和胃高表达。同时,在LPS刺激后,XtPGRP-L在肝脏、肠和胃中呈明显上调表达。结果表明,XtPGRP-L在非洲爪蟾固有免疫系统中可能具有重要的作用。     

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。     

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。     

Reproduction-flight relationship in the beet armyworm, Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae)

To evaluate the relationship between reproduction and migratory flight, we examined ovaries, tethered flight, and egg laying in the beet armyworm, Spodoptera exigua (Hübner). Ovarian development in female S. exigua was classified into five stages in relation to the postemergence age of the moths. Oviposition peaked at ovarian stages III and IV. Mating accelerated ovarian development in this species, and thus the mated females developed faster than the virgin moths in ovaries. In virgin adults, flight capacity increased from the first day to the third day after emergence and remained at a high level until the moths were 7 d old. In contrast, the mated moths reached the maximum flight capacity in 2 d after emergence and maintained a high level until the age of 7 d. However, mating status could not influence the flight capacity of the beet armyworm, although there were general differences in flight capacity between virgin and mated adults at the same age. Moreover, significant correlations between the number of eggs laid and the flight capacity were not performed by the mated moths. These results showed that mating status and ovarian development did not seem to influence flight capacity in the beet armyworm, which was not in agreement with the definitions of the oogenesis-flight syndrome observed in many other migratory insects.     

Genetic similarity and distribution of cry genes of Bacillus thuringiensis pathogenic for Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae) and Agrotis segetum (Lepidoptera: Noctuidae)

Crystals of Bacillus thuringiensis isolates, obtained from dead caterpillars, had potential toxicity against insects in the orders Diptera, Coleoptera, Hemiptera and Lepidoptera. Strain MPU B32b had the highest number and variety of cry genes and seemed to be the most interesting for further research on development as a novel biopesticide.     

In vitro Metabolism of Flupyrazofos to Plutella xylostella (Lepidoptera: Yponomeutidae) and Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae)

In vitro metabolism study was conducted to observe the role of enzymes and its kind responsible for tolerance in metabolism of flupyrazofos to Diamond backmoth (DBM), Plutella xylostella as a susceptible insect and Beet armyworm (BAW), Spodoptera exigua as a tolerance insect. The results indicated that there were some differences between the DBM (LD₅₀, 0.54 ppm) and BAW (LD₅₀, >2,000 ppm). In the microsomal fractions, the 4th instar BAW larvae metabolized almost the same amount (about 38%) of flupyrazofos with or without NADPH, but it increased the amount of flupyrazol in the 3rd instar larvae of DBM. Flupyrazofos-oxon was slightly increased with the addition of NADPH in both species. With the addition of piperonyl butoxide (PB) or Iprobenfos (IBP), the amount of flupyrazol was decreased to one third of flupyrazol produced by NADPH in BAW and one fourth of flupyrazol produced by NADPH in DBM. Some effects of inhibitors, PB and IBP, and co-factor, NADPH, were showed when flupyrazofos was metabolized with or without them. This means that esterase and oxidase are responsible for the tolerance mechanism of flupyrazofos in DBM and BAW.