洛氏脊漠甲抗冻蛋白基因的克隆、表达和功能检测

为了研究抗冻蛋白基因是否在新疆荒漠昆虫洛氏脊漠甲Pterocomaloczyi中存在,利用RT-PCR技术克隆获得了洛氏脊漠甲抗冻蛋白的cDNA片段,命名为Plafp743。测序结果表明洛氏脊漠甲Plafp743所编码的蛋白质由94个氨基酸组成,蛋白序列呈现规则结构CTX1X2X3X4CX5X6X7X8X9。利用原核表达载体构建重组质粒pGEX-4T-1-Plafp743,转化Escherichia coliBL21进行融合蛋白表达,SDS-PAGE结果表明抗冻蛋白PLAFP基因以可溶性融合蛋白形式表达,相对分子质量36kD。用Glutathione Sepharose4B亲和柱对表达蛋白进行纯化后,通过赤翅甲Dendroidescanadensis抗冻蛋白的小鼠抗血清进行Western blot分析,结果表明纯化的GST-PLAFP融合蛋白与赤翅甲抗血清能够发生特异性的免疫反应。大肠杆菌的低温抗冻保护实验结果证明,30μg/mL的GST-PLAFP在-6℃对细菌具有显著的保护作用,且随着抗冻蛋白浓度的增加,抗冻保护作用的效果也随之增加。本研究首次报道了从荒漠昆虫洛氏脊漠甲扩增得到抗冻蛋白基因,提示抗冻蛋白可能是荒漠昆虫普遍采取的过冬生存策略,为进一步开发利用昆虫抗冻蛋白奠定了基础。

二种脊漠甲的室内生物学特性观察

在宁夏银川利用室内自然条件比较观察了莱氏脊漠甲Pterocoma reitteri Frivaldszky和洛氏脊漠甲Pterocoma loczyi Frivaldszky的生物学特性。莱氏脊漠甲2年发生1代,以成虫和幼虫越冬,越冬幼虫于翌年6月下旬至9月上旬化蛹,羽化成虫7月上旬开始出现;洛氏脊漠甲2年发生1代,以成虫和幼虫越冬,越冬幼虫于翌年3月中、下旬出土活动,并在5月下旬至7月下旬化蛹,羽化成虫6月上旬出现。2种脊漠甲的幼虫在室内饲养条件下均有自相残杀的习性。