中华按蚊气味结合蛋白基因AsinOBP1的克隆和表达分析

【目的】蚊虫的行为在很大程度上依赖于嗅觉系统,例如寻找宿主和产卵场所等。中华按蚊Anopheles sinensis是我国最重要的传疟媒介之一,但有关中华按蚊嗅觉信号传递过程的研究甚少。本研究旨在克隆和表达分析中华按蚊的气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)基因,为进一步研究中华按蚊嗅觉传递的分子机制奠定基础。【方法】通过分析中华按蚊的转录组数据克隆气味结合蛋白基因,采用RT-PCR和实时定量PCR技术分析该基因在成虫不同组织和在吸血前后的表达模式。【结果】克隆到一个气味结合蛋白基因,命名为Asin OBP1(Gen Bank登录号为KJ958382)。Asin OBP1基因开放阅读框长435 bp,编码144个氨基酸,具有典型的6个半胱氨酸位点。RT-PCR组织表达谱分析发现,Asin OBP1在检测的所有成虫触角、下颚须、喙和头部组织中都有表达,而在足和去掉头部以外的躯体组织中不表达。定量分析发现Asin OBP1在雌蚊触角中的表达水平最高,吸食血液后,Asin OBP1的表达水平显著下降;仅用小鼠气味处理后,Asin OBP1的表达水平也显著下降。【结论】研究结果说明Asin OBP1可能是嗅觉组织特异性表达的基因,与雌蚊寻找宿主等行为有关,其功能还需深入研究。

中华按蚊血红素加氧酶基因AsHO-1的鉴定及其在血餐后虫体中的表达动态

【目的】雌蚊需要吸食血液以完成营养生殖循环,血液蛋白的消化会释放大量的游离血红素。血红素是促氧化剂,必须严格调控血红素的动态平衡。血红素加氧酶(heme oxygenase,HO)在血红素的动态平衡调控中起着关键的作用,但不同昆虫HO代谢血红素的途径有差异。本研究旨在鉴定和表达分析中华按蚊Anopheles sinensis的HO-1基因,研究HO-1和血红素在血餐后的动态变化过程,为进一步研究中华按蚊血红素的动态平衡调控机制奠定基础。【方法】通过分析中华按蚊的转录组数据鉴定HO-1基因,采用实时定量PCR技术分析该基因在不同组织和在取食血液、葡萄糖前后的表达谱,并测定取食血液后中肠中不同时间的血红素浓度。【结果】鉴定到中华按蚊血红素加氧酶1基因,命名为As HO-1(Gen Bank登录号为KP994552)。As HO-1开放阅读框长729 bp,编码242个氨基酸。定量PCR表达分析发现,As HO-1在幼虫和成虫的中肠和中肠外组织(仅去掉中肠的虫体)中都有表达,中肠外组织中的表达水平显著高于中肠中的表达水平。As HO-1在吸食血液后的中肠中上调明显,而在中肠外组织中的表达变化较小。吸食葡萄糖后,中肠中As HO-1在6-12 h表达上升,最高上升了4.2倍,而在吸食血液后As HO-1在12-24 h表达上升,最高上升了11.67倍。中肠中的血红素含量在吸食血液后的3 h即开始迅速上升,6 h达到最高,18 h开始下降。【结论】研究结果说明As HO-1在血餐后表达水平显著上调,有可能与血红素的动态调节有关,但有待进一步验证。除中肠外,As HO-1基因还在幼虫期和在成蚊的中肠外组织中高表达,说明As HO-1基因还可能参与中华按蚊的其他多种生理过程。