棉铃虫丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的克隆及表达分析

本研究对棉铃虫丝氨酸蛋白酶抑制剂(Helicoverpa armigera serine protease inhibitor,Haspi)基因的基本特征、分布情况及功能进行了初步探究。通过与已报道的家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因同源比对,利用RT-PCR技术成功克隆到3条与家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因相似性高的Haspi基因,分别命名为:Haspi-5、Haspi-6和Haspi-10。实时定量PCR结果表明3个基因在棉铃虫各组织部位均有转录,但在不同组织部位处的表达水平差异显著。Haspi-5基因在表皮中的表达水平最高;Haspi-6基因在头部的转录水平远远高于其他组织部位;Haspi-10基因在前肠中表达水平最高,中肠的转录水平也相比其他组织较高。构建表达Haspi-5、Haspi-6基因的ds RNA的载体,用表达ds RNA的HT115菌液喂食,其中Haspi-5基因在棉铃虫的转录水平明显下降,约降低了6.5倍,而Haspi-6基因转录水平略有下降但并不明显,约降低了1.2倍,但是没有观察到明显的表型变化。上述研究为Haspi基因的功能及棉铃虫防治研究提供科学依据。

HaTRET1基因的克隆及转基因烟草的耐旱性分析

海藻糖对多种生物尤其是对某些极端耐受脱水的昆虫具有重要的保护作用,而海藻糖转运蛋白(trehalose transporter1, TRET1)在促进海藻糖的运输、分配中起关键作用。为了探究TRET1在植物抗干旱胁迫中的作用,本研究通过RT-PCR (Reverse transcription-polymerase chain reaction)克隆得到棉铃虫(Helicoverpa armigera)海藻糖转运蛋白基因HaTRET1,将其转化烟草并鉴定,分别对转基因烟草和野生型烟草进行抗旱性分析。结果显示干旱胁迫下所有烟草植株脯氨酸(proline, Pro)和丙二醛(maleic dialdehyde, MDA)含量、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和过氧化物酶(peroxidase, POD)活性均增加;其中转基因株系Pro、SOD和POD活性的增加量显著高于非转基因植株,而转基因株系中MDA的增加量显著低于非转基因植株。另外,在干旱胁迫下转基因烟草种子的发芽率(约为60%~70%)远高于野生型(<20%);转基因烟草叶片相对含水量和叶绿素含量始终高于野生型。上述结果表明,表达HaTRET1基因可提高烟草抵御干旱的能力,HaTRET1基因是植物抗干旱胁迫良好的候选基因。本研究为植物抗旱基因工程研究提供了有价值的参考。