黏虫保幼激素结合蛋白基因MsJHBP3生物学功能及对黏虫生长发育的影响

保幼激素结合蛋白(juvenile hormone binding protein,JHBP)是一类载体蛋白,与保幼激素(juvenile hormone,JH)结合形成复合体后将保幼激素运送到靶器官处调控昆虫的生长发育。本试验在黏虫Mythimna separata转录组中获得7条保幼激素结合蛋白基因,筛选获得一条经保幼激素诱导后高表达的保幼激素结合蛋白MsJHBP3(GenBank登录号:MZ577068),c DNA全长为839bp,开放读码框长度729bp,编码242个氨基酸,氨基酸等电点为5.35,分子量为27.02kDa。不同发育阶段研究表明,Ms JHBP3在蛹期表达量最高,2龄表达量最低。RNA干扰处理4龄幼虫后6 h基因抑制效率最好,达79.72%。干扰后虫体内保幼激素含量为对照的1.14倍;羽化率和化蛹率均较对照组显著降低,羽化率下降7.42%,化蛹率下降3.75%;Ms JHBP3干扰后转录组测序数据分析共获得212个差异基因,其中105个上调基因,107个下调基因,其中保幼激素甲基转移酶基因、保幼激素环氧水解酶基因、保幼激素酯酶基因均上调。本研究表明MsJHBP3影响黏虫生长发育并参与调控JH代谢。本研究结果为黏虫生长发育关键基因的挖掘提供基础数据,为黏虫生物防治提供新的靶标基因和途径。

灰飞虱保幼激素结合蛋白基因的克隆及表达动态

克隆了灰飞虱的1个保幼激素结合蛋白(JHBP)基因,命名为LstrJHBP(GenBank登录号:JF728808)。该基因全长1 514 bp,开放阅读框编码289个氨基酸,5'和3'UTR区分别为124和522 bp,预测的相对分子质量为32 599,等电点5.47。综合信号肽预测、氨基酸序列比对及聚类分析结果,推测LstrJHBP是一个细胞质JHBP。qRT-PCR测定表明,LstrJHBP在灰飞虱若虫5个龄期及雌雄成虫均有表达,但4龄若虫期显著高于其他龄期,雌雄成虫间没有显著差异。研究结果为进一步明确灰飞虱的发育及变态调控机制奠定了基础。

家蚕保幼激素结合蛋白Bmtol基因的克隆及功能分析

家蚕头部是一个神经中枢和感受的器官,其头部含有触角和感觉毛,感受外界的信号,并将外界信号传送到大脑进行反应。保幼激素主要是由咽侧体合成和分泌的,而保幼激素结合蛋白是保幼激素转运和发挥功能的载体,在昆虫体内具有极其重要的功能。文中通过Silk DB和NCBI数据库筛选并鉴定到一个新的具有保幼激素结合蛋白家族保守结构的蛋白Bm TOL,其编码基因编号为BGIBMGA003404(Gen Bank登录号:KY681053)。利用原核表达系统成功表达了该蛋白,通过Ni-NTA亲和层析的方法获得了Bm TOL的重组蛋白并制备了多克隆抗体。组织表达分析发现无论是转录水平还是蛋白水平Bm TOL在头部都是高量表达,且Bmtol基因在起蚕时表达量较高,在5龄和蛹期表达量较低,而在化蛾后表达量又开始上调。免疫组化结果显示Bm TOL蛋白定位在头部的皮层、触角和脑中,推测其可能与头部信息传递有关,为家蚕的生长发育和行为调控提供重要的信息来源。

沙葱萤叶甲保幼激素结合蛋白基因GdJHBP的克隆及表达分析

【目的】克隆沙葱萤叶甲Galeruca daurica保幼激素结合蛋白基因(Juvenile hormone binding protein,JHBP)cDNA全长序列,分析其分子特征和表达特性,为进一步明确其在沙葱萤叶甲生长发育及滞育中的作用奠定基础。【方法】基于本实验室组装的沙葱萤叶甲转录组数据库,采用RACE技术,克隆沙葱萤叶甲GdJHBP基因cDNA全长序列;运用ORF Finder、SignaIP、DNAMAN和TMHMM等软件分析其分子特征;利用MEGA6.0软件中的邻接法(Neighbor-joining,NJ)构建系统发育树;应用荧光实时定量PCR(RT-qPCR)技术分析GdJHBP在沙葱萤叶甲不同发育时期、成虫不同组织及高温胁迫下的表达模式。【结果】克隆获得了沙葱萤叶甲保幼激素结合蛋白基因GdJHBP cDNA全长序列(GenBank登录号:MG460309),cDNA全长为826 bp,开放阅读框(ORF)为714 bp,编码237个氨基酸;蛋白质预测分子量为26.58 ku,等电点为4.37;包含1条信号肽,无跨膜区,且在第27-189位氨基酸之间存在一个保幼激素结合蛋白家族JHBP保守结构域。序列比对分析表明,不同昆虫JHBP间氨基酸序列一致性较低,沙葱萤叶甲GdJHBP与棕榈象Rhynchophorus ferrugineus RfJHBP和马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata JHBP 3p2的氨基酸序列一致性最高也仅为30%。系统发育分析表明,GdJHBP与棕榈象血淋巴JHBP亲缘关系最近。RT-qPCR结果显示,GdJHBP在沙葱萤叶甲不同发育阶段均有表达,在幼虫期表达量最高,在卵和蛹期微量表达;在成虫滞育期间低表达,在滞育前与滞育结束后则有较高表达;在成虫发育过程中,头部的表达量显著低于腹部和胸部;高温(30-40℃)可诱导GdJHBP上调表达,在35℃时表达量达到最高值。【结论】沙葱萤叶甲GdJHBP属于血淋巴JHBP,在沙葱萤叶甲生长发育和成虫夏滞育中可能发挥着重要作用。

拟穴青蟹保幼激素酯酶结合蛋白(JHEBP)基因的克隆与表达分析

甲基法尼酯(MF)是甲壳类的保幼激素(JH), MF的代谢可能主要由保幼激素酯酶(JHE)催化完成,保幼激素酯酶结合蛋白(JHEBP)能紧密结合JHE,在JHE的代谢中具有重要作用,研究JHEBP对于MF降解通路的探究具有一定促进作用。本研究获得了拟穴青蟹JHEBP基因的cDNA全序列,命名为Sp-JHEBP。Sp-JHEBP序列全长为1647 bp,包含一个891 bp的开放阅读框(ORF),可编码296个氨基酸,预测相对分子质量33.79 kD,等电点8.63。利用Target P预测Sp-JHEBP定位于线粒体, Mitoprot预测Sp-JHEBP的前31个氨基酸组成的肽段为线粒体定位信号肽。多重序列比对分析发现, Sp-JHEBP的氨基酸序列与多齿新米虾(Neocaridina denticulata)的一致度最高(67%),其次为黑脉金斑蝶(Danaus plexippus)(43%)。系统发育树分析JHEBP与物种分化并不一致,这表明JHEBP随着物种分化,功能上可能也出现了分化。Sp-JHEBP在所检测的9个组织中均有表达,在卵巢中的表达量远高于其它组织,其次是鳃、血淋巴、肝胰腺。在幼体发育过程中, Sp-JHEBP在受精卵时期最高,从Z1至Z5期逐渐升高,到Z5期达到最高,随后逐渐下降到C1期。体外处理MF和法尼酸(FA)显示Sp-JHEBP受高浓度MF上调,在0.1~5 μmol/L 之间随着FA浓度升高Sp-JHEBP表达量升高。综合分析我们认为Sp-JHEBP可能通过降解JHE来参与MF的代谢,该研究结果对青蟹MF降解分子网络的研究具有一定的推动作用。