白菜型冬油菜响应干旱胁迫差异蛋白质组学和HSC70-1基因克隆及表达分析

为探索白菜型冬油菜抗旱机理,采用双向电泳结合液相色谱-质谱技术分析抗旱冬油菜品系DR-5差异蛋白质组变化,克隆其差异蛋白热激同源蛋白70(heat shock cognate protein 70)基因HSC70-1,研究干旱胁迫对白菜型冬油菜HSC70-1表达的影响。质谱鉴定出23个差异蛋白质,分别参与刺激响应(5)、糖/能量代谢(6)、脂代谢(2)、信号转导(1)、氨基酸/蛋白质代谢(2)、核酸代谢(1)、细胞骨架(1)、光合作用(2)、伴侣蛋白(3)。同源克隆得到1 911bp的HSC70-1基因完整开放阅读框,编码637个氨基酸残基。所编码的蛋白HSC70是稳定的疏水性蛋白质,含有HSP蛋白家族特有的核酸结合功能区及底物结合功能区,有5个活性口袋,氨基酸序列与白菜型油菜(Brassica rapa)HSC70氨基酸序列相似度达98%。实时荧光定量和半定量分析HSC70-1基因干旱胁迫下表达,发现HSC70-1在叶片中上调表达。本研究结果为冬油菜抗旱育种提供了理论基础。

棉铃虫3种蜕皮相关基因的RNA干扰效应比较

利用表达dsRNA的细菌液连续喂食棉铃虫,比较热激同源蛋白70基因(Hsc70)、几丁质酶基因(Chi)和蜕皮激素受体基因(EcR)的沉默效应。结果表明:dsHsc70处理后试虫热激同源蛋白70基因的表达量为对照的115%,无显著差异,试虫的生长发育也没有显著变化。但dsChi和dsEcR处理后,棉铃虫几丁质酶和蜕皮激素受体基因的表达量分别下降到对照的37.2%和80.3%,且化蛹成功率也显著降低,分别为对照的53.2%和79.1%。此外,dsChi处理棉铃虫的体质量增长缓慢,幼虫死亡率(49.3%)显著高于对照(11.1%),但发育异常率没有显著变化。而dsEcR处理试虫的发育异常率(14.6%)显著高于对照(2.8%),但体质量增长速率和幼虫死亡率与对照没有显著差异。综合分析表明,在RNA干扰研究中,并不是所有的被干扰基因都会表现出明显的沉默效应。因此,为了获得显著的沉默效应,靶基因的选择至关重要。本研究表明:棉铃虫几丁质酶基因较其他两种基因更适合作为研究RNAi防治害虫的靶基因。

热胁迫下八字地老虎hsc70基因在不同组织转录表达差异性分析

为探讨八字地老虎 Xestia c-nigrum（Linnaeus）Xe-hsc70基因表达与高温耐受性之间的关系，比较热胁迫下Xe-hsc70基因在不同组织中诱导表达的差异。本研究以八字地老虎4龄幼虫为研究对象，采用RT-PCR和RACE技术克隆获得编码热激同源蛋白70（70 ku heat shock cognate， HSC70）的基因（命名为Xe-hsc70）cDNA全序列与基因组DNA序列（Genomic DNA，gDNA），并利用实时荧光定量PCR和Western blotting技术，比较分析不同热胁迫温度及不同热诱导时间下八字地老虎4龄幼虫体内马氏管、中肠、体壁、脂肪体与唾腺5个组织中Xe-hsc70基因在mRNA转录与蛋白表达两水平上相对表达量的变化。比较分析克隆得到的Xe-hsc70基因cDNA全序列和gDNA序列，结果表明Xe-hsc70基因含有8个内含子，最大内含子（561 bp）位于5′端非编码区，并含有一个类似热激应答原件HSE的核心结构序列（gaatatgCaGAAtgTTCcaGaa），其余内含子（长度在86~218 bp之间不等）均在编码区内，本研究首次报道了八字地老虎hsc70内含子的具体数目及位置。组织差异性分析显示：在常温25℃条件下，Xe-HSC70在脂肪体中表达量最高，在唾腺中表达量最低；经热激诱导后中肠、唾腺与体壁组织中Xe-HSC70的表达量与对照（25℃）相比显著上调，随着热激时间的延长，表达量呈现出先升高后恢复至对照水平的变化趋势，脂肪体和马氏管 Xe-HSC70表达量与对照相比无明显变化。八字地老虎不同组织在应对热胁迫的过程中，抗逆机制具有明显的差异。Xe-HSC70的不断积累是八字地老虎对热胁迫不断适应的一个过程，其组织中 Xe-hsc70基因的高表达在八字地老虎抗热胁迫的过程中起着重要作用，并为从分子水平上研究八字地老虎的抗逆机理提供依据。