异色瓢虫海藻糖合成酶基因的克隆及低温诱导表达分析

海藻糖是昆虫的血糖,在昆虫体内主要通过海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)催化合成。本研究通过同源克隆和cDNA末端快速扩增(rapid-amplification of cDNA ends,RACE)技术,从异色瓢虫Harmoniaaxyridis中克隆得到了TPS基因的cDNA全长序列,命名为HaTPS(GenBank登录号:FJ501960),全长2949bp,包含3'非翻译区为505bp,5'非翻译区为26bp,开放阅读框长2418bp,共编码805个氨基酸。软件分析显示该基因编码蛋白的分子量为90.58kD,等电点为7.01,包含两个糖基化位点,无信号肽和跨膜结构。同源比对分析发现,昆虫中TPS基因高度保守,包含两个保守的结构域。同时,采用实时荧光定量PCR技术对异色瓢虫HaTPS在不同发育阶段、低温诱导条件下的表达量进行了研究。结果表明:HaTPS在预蛹期的表达量最高;在短时低温诱导条件下,HaTPS的表达量随着温度的降低而显著升高,在降温和升温处理条件下,HaTPS的表达量呈现先升高后下降的表达趋势。结果表明,TPS基因在昆虫抗逆中起到了重要的调节作用。昆虫经过低温诱导,其TPS基因的调控能力得到提升。

异色瓢虫乳酸脱氢酶基因的克隆与序列分析

乳酸脱氢酶(lactic dehydrogenase,LDH)是糖酵解途径的终止酶,在整个昆虫的发育阶段长期存在。本试验采用同源克隆和锚定PCR技术,从异色瓢虫Harmonia axyridis中克隆到HaxLDH基因的cDNA全序列(GenBank登录号HM362898),全长1336bp,包含214bp的3′非编码区域和123bp的5′非编码区域,可读框长999bp,编码332个氨基酸。通过软件分析,预测该基因编码蛋白的分子量为36.2kD,理论等电点为8.62;包含1个糖基化位点,无信号肽序列和跨膜结构。同源比对不同昆虫的LDH基因cDNA序列,发现HaxLDH拥有8个非常保守的结构域:DLQHG、TAGV/ARQK/RE/DGES/TRL、LVQRN、GSGTNLD、SCHGW/YI/VI/VGEHGD、VWSG/AVNV/IAGV、AYEV/IIK/RLKGYTS/NWAI/VGLS和LSLP。HaxLDH与赤拟谷盗Tribolium castaneum的LDH同源性最高,达67%;系统发育分析也表明二者亲缘关系较近。本研究为探讨LDH在昆虫发育和逆境中的作用奠定了基础。