野桑蚕小分子热激蛋白基因BmmHSP19.9的克隆与表达分析

为探究野桑蚕(Bombyx mandarina)响应外源不良胁迫的分子机制,利用RT-PCR技术克隆野桑蚕小分子热激蛋白(small heat shock protein, sHSP)基因BmmHSP19.9,并进行生物信息学分析。BmmHSP19.9基因(GenBank登录号:OP779245)的开放阅读框(ORF)长534 bp,编码177个氨基酸。BmmHSP19.9具有sHSP特征结构域,相对分子质量为19.9 kD,等电点(pI)为6.53。同源比对和系统进化分析显示,昆虫sHSP蛋白具有较高的保守性,BmmHSP19.9与家蚕的BmHSP19.9亲缘关系最近。RT-qPCR结果表明,BmmHSP19.9在野桑蚕5龄幼虫的精巢、中部丝腺和后部丝腺的表达量较高;在高温(40℃)和低温(8℃)胁迫时,BmmHSP19.9在5龄幼虫所有组织中的表达水平均有所上调;添食BmNPV对BmmHSP19.9在5龄幼虫血淋巴和中肠组织的表达有诱导作用;溴氰菊酯胁迫下,BmmHSP19.9在5龄幼虫中肠中的表达水平显著上调。上述结果表明,BmmHSP19.9可能在野桑蚕响应外源不良胁迫的过程中发挥了重要作用。

外源物质诱导家蚕小分子热激蛋白基因HSP19.9的组织表达活性分析

小分子热激蛋白(sHSP)参与生物体细胞内多种生理生化反应,并保护细胞在外界不良环境胁迫下免于受损或降低受损程度。为了探讨家蚕小分子热激蛋白在家蚕组织对外源物质代谢中的作用,分别给家蚕添食蜕皮激素(MH)和芸香苷(rutin)后,采用双跟踪标定定量PCR(dual spike-in qPCR)方法,分析家蚕sHSP19.9基因(BmHSP19.9)的组织应急表达特征。结果表明,家蚕5龄幼虫食下2×10-3μg/μL蜕皮激素溶液或5×10-2 ng/μL芸香苷溶液浸泡的桑叶2 h后,BmHSP19.9基因在中肠、脂肪体和马氏管组织中的转录水平均有上升,尤其是在脂肪体中的转录水平非常高,在中肠组织的转录水平出现2个峰值,推测与中肠组织存在不同的应激系统有关。

过表达内质网小分子热激蛋白提高拟南芥的衣霉素抗性

内质网小分子热激蛋白是热激蛋白家族成员,具有分子伴侣活性.当植物受到内质网胁迫(ER-stress)时,内质网小分子热激蛋白具有缓解内质网胁迫的功能.我们将CaMV35S启动子驱动的内质网小分子热激蛋白基因AtHSP22.0导入拟南芥,Northern-blotting印迹分析表明,内质网小分子热激蛋白在转基因拟南芥中呈现组成型表达.转基因株系衣霉素抗性强于对照,说明AtHSP22.0的过量表达增强了拟南芥的衣霉素抗性,缓解了ER-stress.