沙葱萤叶甲钙结合蛋白基因的鉴定及表达谱分析

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica是一种近年来在内蒙古草原上猖獗成灾的新害虫。本研究旨在克隆沙葱萤叶甲钙结合蛋白(calcium-binding protein, CaBP)基因，分析其在沙葱萤叶甲成虫不同发育阶段及不同温度下的表达谱，为进一步探究其在沙葱萤叶甲生长发育及滞育过程中的作用奠定基础。【方法】根据沙葱萤叶甲转录组和蛋白质组数据，筛选CaBP基因序列信息，应用RT-PCR技术克隆获得CaBP基因的开放阅读框(ORF)全长序列，并对其进行生物信息学分析；通过qPCR检测其在沙葱萤叶甲成虫不同日龄(羽化后3, 7, 10, 15, 20, 30, 40, 60, 90和110 d)及3日龄成虫在不同温度(0, 5, 10,15, 20， 25, 30和35℃)下处理1 h后的表达水平。【结果】克隆得到4条具有完整ORF的沙葱萤叶甲CaBP基因cDNA序列，分别命名为GdCaM, GdCAPSL, GdTnCl和GdCRT(GenBank登录号: MN695412-695415)，ORF全长分别为480, 648, 516和1 209 bp，分别编码149, 215, 171和402个氨基酸；只有GdCRT拥有信号肽。同源序列比对和系统发育分析表明，GdCaM, GdCAPSL, GdTnCl和GdCRT分别与玉米根萤叶甲Diabroticavirgifera virgifera的CaM, CAPSL, TnCl及马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata CRT的氨基酸序列一致性最高，分别为100.0%, 74.0%, 88.2%和92.5%。qPCR结果表明，4个CaBP基因在沙葱萤叶甲不同日龄成虫中均差异表达，且表达模式不同。GdCaM在成虫滞育前(羽化后3 d)表达量较高，进入滞育后(羽化后7 d)表达量降低，在滞育期间(羽化后7-60 d)表达量变化较小，而解除滞育后(羽化后90 d)表达量进一步下调。GdCAPSL在滞育初期(羽化后10 d)维持在最低水平，进入滞育中后期(羽化后40和60 d)开始回升，滞育解除后又突然下调至最低水平，而羽化后110 d急剧上升至最高水平。GdTnCl在滞育初期(羽化后15-20 d)高表达，进入滞育中后期(羽化后30-60 d)急剧下降至最低水平，滞育解除后再次上调，但羽化后110 d突然下调至最低水平。GdCRT在进入滞育后表达量开始逐渐下调，在滞育维持期间(羽化后15-60 d)维持在低水平，滞育解除后又开始上升。温度对3日龄成虫中除GdCRT外的其他3个CaBP基因的表达有显著影响。温度低于20℃时，GdCaM的表达量随温度的降低而升高，但0℃时突然下降；温度高于20℃时，GdCaM的表达量随着温度的升高而上升。GdCAPSL的表达量随着温度的升高而呈现上升的趋势，25℃时达到最高，然后下降。GdTnCl随着温度的升高，表达量呈现下降的趋势。【结论】钙结合蛋白可能在沙葱萤叶甲成虫生长发育及夏滞育调控过程中发挥着重要作用。

Identification and expression profiling of calcium-binding protein genes inGalerucadaurica(Coleoptera: Chrysomelidae)