摘要: 黑素皮质素1受体基因(mc1r)是控制动物色素合成的重要基因,为探讨mc1r基因与虹鳟(Oncorhynchus mykiss)体色变异的关系,本研究利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术获得虹鳟mc1r基因的cDNA全长序列,并对其编码的蛋白进行了生物信息学分析,同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析该基因在野生型虹鳟(虹鳟)和黄色突变型虹鳟(金鳟)体色发生不同时期(从受精期至12月龄)及成鱼背部皮肤、腹部皮肤、背部肌肉、腹部肌肉、眼、脑、鳃、中肾、头肾、肠、肝、脾和心13种组织中的表达差异。结果显示,mc1r基因序列全长为4 518 bp,开放阅读框1 017 bp,编码338个氨基酸。氨基酸序列分析发现,虹鳟Mc1r蛋白具有7TM_GPCR_Srsx结构域。通过氨基酸序列同源比对与系统进化分析表明,Mc1r蛋白序列在鱼类间具有较高的保守性。qRT-PCR结果表明,mc1r基因在虹鳟与金鳟的受精期就开始表达,且在受精期至桑葚期胚胎的表达量高于胚胎后期;mc1r基因在虹鳟与金鳟相同时期表达比较结果显示,该基因在受精期、4细胞期、16细胞期、囊胚期、原肠期、神经期、体节期、1日龄、3日龄、7日龄胚胎或个体以及1月龄、2月龄、3月龄和6月龄背部皮肤中的表达均差异显著(P <0.05);mc1r基因在12月龄虹鳟和金鳟的13种组织中均有表达,其中,该基因在虹鳟与金鳟的背部皮肤、腹部皮肤和脑中的表达量较高,显著高于其他组织(P <0.05),且虹鳟背部皮肤中该基因的表达量高于金鳟背部皮肤(P> 0.05)。以上结果表明,mc1r基因可能与虹鳟体色变异密切相关。本研究可为后期进一步深入阐明虹鳟体色变异的分子机制提供基础资料。

摘要: 【目的】克隆和表达管氏肿腿蜂Scleroderma guani毒液抗凝血酶Ⅲ(Antithrombin Ⅲ)基因SgAT-Ⅲ,为深入研究该毒液基因的生理功能奠定基础。【方法】利用逆转录PCR技术克隆SgAT-Ⅲ基因开放阅读框(Open reading frame,ORF)序列,使用生物信息学软件分析其基因序列结构特征,通过qPCR技术分析其在雌成虫不同组织中的表达模式,采用载体pCzn1对其进行原核表达。【结果】克隆得到SgAT-Ⅲ基因的ORF,长1 338 bp,编码446个氨基酸,其中第1-19位氨基端为信号肽,理论分子量49.49ku,等电点6.23。多序列比对分析表明,SgAT-Ⅲ与蚂蚁AT-Ⅲ具有较高的氨基酸一致性(>64%),C末端具有serpin蛋白家族典型反应中心环区,含有供靶标蛋白识别的活性裂解位点。系统发育分析表明,SgAT-Ⅲ与膜翅目其他昆虫的AT-Ⅲ亲缘关系较近,且与蚂蚁的AT-Ⅲ聚为一支。qPCR分析表明,SgAT-Ⅲ基因在毒液器官中高表达。SDS-PAGE电泳检测发现,成功表达SgAT-Ⅲ重组蛋白,纯化得到高纯度的重组蛋白。【结论】克隆得到SgAT-Ⅲ基因,其在毒液器官中高表达,纯化得到SgAT-Ⅲ重组蛋白,为进一步研究该毒液基因的生理功能奠定了基础。

摘要: 【目的】本研究旨在获得桃小食心虫CarposinasasakiiMatsumuraCsasCSP14基因序列,分析其在雌雄不同组织中的表达差异,并与寄主挥发物进行分子对接,为该基因的功能研究提供参考。【方法】以桃小食心虫全组织cDNA为模板,通过PCR技术扩增克隆获得CsasCSP14 cDNA序列全长;利用生信分析软件分析其编码蛋白的理化性质和结构特征;通过荧光定量PCR技术分析CsasCSP14在桃小食心虫雌雄成虫不同组织(触角、头、胸、腹、足和翅)中的表达情况;使用Modeller(version 9.19)构建CsasCSP14蛋白的三维结构模型;运用Autodock 4.2将CsasCSP14与32种苹果挥发物和2种性信息素分子进行分子对接。【结果】克隆获得了桃小食心虫化学感受蛋白基因CsasCSP14的cDNA序列,其开放阅读框(Open reading frame,ORF)长度为369 bp,编码122个氨基酸,预测其蛋白分子量为14.13 ku,理论等电点为5.20,有17个氨基酸残基组成的信号肽序列,且18-122位氨基酸之间存在昆虫化学感受蛋白家族保守结构域;含有4个保守的半胱氨酸位点。CsasCSP14具有6个α螺旋;氨基酸同源比对结果显示,CsasCSP14与玉米螟Pyrausta nubilalis OfurCSP5的氨基酸序列一致性最高,达到79.01%。荧光定量PCR结果显示,CsasCSP14在雌雄成虫的触角、头、胸、腹、足和翅中均有表达,但是其表达丰度有差异,在雌雄成虫触角中的表达量最高。通过Modeller软件搜索CsasCSP14三维结构的模板,得到与沙漠蝗Schistocerca gregaria CSPsg4序列相似性为65.7%。因此以CSPsg4为模板成功构建CsasCSP14三维结构。分子对接结果表明CsasCSP14与2-己烯醛、桃醛、醋酸丁酯、庚醛、异戊醛和法尼烯气味分子结合能比较低,并且Leu-22、Phe-29、Phe-42和Ile-464个疏水性氨基酸残基在结合过程中发挥了关键作用。【结论】本研究为进一步了解桃小食心虫CsasCSP14基因功能和利用化学生态的方法防控该虫提供了前期理论基础。

摘要: 【目的】本研究旨在明确气味结合蛋白(odorant binding proteins, OBPs)在桃蛀螟Conogethes punctiferalis化学感受过程中的生理功能,为以OBPs蛋白为防治靶标的桃蛀螟绿色防控提供理论依据。【方法】基于前期桃蛀螟触角转录组测序数据,利用PCR技术从桃蛀螟触角中获得桃蛀螟气味结合蛋白基因CpunOBP3和CpunOBP4的cDNA序列,采用生物信息学软件分析其核苷酸和氨基酸序列;构建重组表达载体pET-30a/CpunOBP3和pET-30a/CpunOBP4,原核表达并纯化获得重组目的蛋白CpunOBP3和CpunOBP4;最后利用荧光竞争结合实验测定了重组蛋白CpunOBP3和CpunOBP4对24种配体的结合能力。【结果】克隆获得桃蛀螟气味结合蛋白基因CpunOBP3(GenBank登录号:GEDO010000010.1),开放阅读框全长387 bp,编码128个氨基酸,预测分子量大小为14.72 kD;CpunOBP4(GenBank登录号:GEDO010000011.1)开放阅读框全长438 bp,编码145个氨基酸,去除信号肽的CpunOBP4蛋白预测分子量大小为12.82 kD。CpunOBP3和CpunOBP4均具有OBPs的典型特征,即含有6个保守的半胱氨酸残基。CpunOBP3和CpunOBP4重组蛋白均以包涵体形式存在。荧光竞争结合实验发现,CpunOBP3重组蛋白能与测试的7种植物挥发物有效结合,尤其与3-蒈烯的结合能力最强,解离常数K_i值为10.33μmol/L,但不能与测试的2种桃蛀螟性信息素有效结合;而CpunOBP4重组蛋白既可以与测试的2种性信息素(顺-10-十六碳烯醛和十六醛)结合(解离常数K_i值分别为14.65μmol/L和7.83μmol/L),又可以与测试的8种植物挥发物有效结合,尤其与丁酸乙酯的结合能力最强,解离常数K_i值为4.32μmol/L。【结论】根据这些结果,我们推测CpunOBP3主要在桃蛀螟寄主定位与寄主转移过程中发挥重要作用,而CpunOBP4在桃蛀螟识别性信息素和寄主植物挥发物过程中发挥双重作用。研究结果为利用干扰桃蛀螟嗅觉感受从而调控其发生与危害提供了理论依据。

摘要: 【目的】克隆中华按蚊Anopheles sinensis气味结合蛋白2(odorant binding protein 2, OBP2)基因AsinOBP2,分析该基因的表达及其重组蛋白与人体气味物质的结合能力。【方法】采用RT-PCR和RACE技术克隆AsinOBP2的全长cDNA序列,通过qPCR分析AsinOBP2基因在中华按蚊不同发育时期(雌雄蛹及羽化后第0, 1, 2, 3, 6和9天的成虫)、3日龄成虫不同嗅觉组织(触角、喙和下颚须)和吸血前后3日龄雌成虫中的表达水平;通过原核表达和亲和层析,表达并纯化AsinOBP2重组蛋白,运用荧光竞争结合实验测定重组蛋白AsinOBP2与39种人体气味物质的结合能力。【结果】克隆并测序了AsinOBP2的全长cDNA序列(GenBank登录号:MT700441),其开放阅读框长492 bp,编码163个氨基酸,N末端30个氨基酸为信号肽序列,具有气味结合蛋白典型的6个保守半胱氨酸结合位点,属于Classic亚家族成员。qPCR结果显示,AsinOBP2在中华按蚊羽化后的表达水平逐渐增强,羽化后第6天表达水平最高,随后开始下降;AsinOBP2主要在雌成蚊触角中表达;吸食血液后3日龄雌成虫中AsinOBP2的表达水平显著下降。荧光竞争结合实验显示,在测定的39种人体气味物质中,重组蛋白AsinOBP2与12种化合物具有结合活性,其中与吲哚结合能力较强,解离常数Ki=27.15μmol/L,其次是与正丙胺、2-甲基丁醛和葵醛,解离常数Ki分别为42.49, 48.33和47.90μmol/L。【结论】根据AsinOBP2基因的表达特点及其重组蛋白与人体气味物质的结合能力,后者表明AsinOBP2对人体气味物质具有明显的选择结合特性,我们推断AsinOBP2在雌蚊追寻宿主的行为中起着重要的作用。