大足鼠耳蝠短波视蛋白基因的RACE扩增及其进化分析

根据几种哺乳动物的短波视蛋白基因的比对结果,在保守区设计两条基因特异引物扩增大足鼠耳蝠(Myotis ricketti)的短波视蛋白基因,用cDNA末端快速扩增技术(rapid amplification of cDNA ends,RACE)扩增出其5′和3′末端序列,并结合GenBank中相关哺乳动物短波视蛋白基因编码区进行了进化分析。结果显示,该基因编码区全长为1050bp,共编码350个氨基酸,没有发现提前终止密码子,且功能区严格保守,提示是一个有功能的基因;5个关键氨基酸位点分别为52T、86F、93T、114A和118S,表明该蝙蝠的短波视蛋白对紫外光最敏感。进化分析表明,兽类的短波视蛋白基因受到正选择压力的影响;相对速率检验结果显示,大足鼠耳蝠与其他兽类的短波视蛋白基因进化速率有明显的差异。提示大足鼠耳蝠的该基因可能发生了功能特化,可能对其夜晚视觉有重要的作用。

韭菜迟眼蕈蚊紫外敏感视蛋白基因的克隆及光强度对其表达量影响

为明确韭菜迟眼蕈蚊Bradysia odoriphaga紫外敏感视蛋白基因Bo-uv的作用及其与趋光性的关系,利用常规PCR方法克隆获得Bo-uv基因的全长cDNA序列,分析了其敏感视蛋白的氨基酸序列与其它12种昆虫同源蛋白氨基酸序列之间的系统进化关系,运用qPCR技术检测了不同发育阶段、不同组织及不同光强度下Bo-uv基因的相对表达量。结果表明,Bo-uv基因cDNA全长2 757 bp,开放阅读框1 542 bp,编码514个氨基酸。韭菜迟眼蕈蚊紫外敏感视蛋白的氨基酸序列与其它12种昆虫同源蛋白的氨基酸序列一致性为21.93%~43.00%,与橘小实蝇Bactrocera dorsalis的氨基酸序列同源性最高。Bo-uv基因在韭菜迟眼蕈蚊蛹末期、成虫期表达,在成虫头部的相对表达量较高。在0~10 000 lx光强范围内雌、雄成虫体内该基因的相对表达量均呈先增高后降低趋势。与对照相比,1 000 lx光强度下其相对表达量显著升高,10 000 lx时相对表达量显著降低。表明光强度能够有效地调控Bo-uv基因的表达,该基因在韭菜迟眼蕈蚊感知外界光刺激过程中具有重要作用。

白纹伊蚊紫外光敏感视蛋白基因的克隆及序列特征

目的克隆白纹伊蚊紫外光敏感视蛋白(UV-opsin)基因,分析该基因编码蛋白的序列特征,为研究视蛋白基因的生物学功能提供分子基础。方法根据已报道蚊虫的UV-opsin的保守序列设计简并引物,通过反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)扩增白纹伊蚊的UV-opsin基因,纯化PCR产物,经Eco RⅠ酶和XhoⅠ酶酶切,酶切产物连接至pET28a(+)载体构建原核表达质粒,阳性重组质粒经PCR鉴定后进行基因测序,利用Expasy、Protparam、Tmpred及ScanProsite等软件进行编码蛋白的结构特征分析及功能预测,利用Clustal X 1.81和MEGA 6.0软件进行序列同源性分析,构建系统进化树。结果成功获得白纹伊蚊UV-opsin的cDNA序列。序列分析表明,该序列全长为1 146 bp(含终止密码子),编码381个氨基酸,理论蛋白相对分子质量为42 500,等电点为7.06。与白纹伊蚊(XP029730343)序列同源性为99.74%,与埃及伊蚊(ABF18478)序列同源性为96.85%。构建系统进化树发现不同属、不同目的昆虫为独立分支,伊蚊属与库蚊属聚成一簇,之后与按蚊属合并。该视蛋白具有7个跨膜拓扑结构,含有1个G蛋白偶联受体位点,4个N-豆蔻酰化位点、3个N-糖基化位点、1个酪氨酸激酶磷酸化位点、3个蛋白激酶C磷酸化位点以及2个酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化位点。该视蛋白含有保守的LRTPSN、DRY和QAKK基序,为视蛋白发挥作用的重要基序。结论成功克隆获得了白纹伊蚊的UV-opsin序列,该序列具有典型的视蛋白结构特征,为进一步研究白纹伊蚊视蛋白的功能奠定了基础。

母猪繁殖性能相关5个候选基因的PCR-RFLP多态性研究

为了比较ESR、NCOA1、ADAMTS1、FUT1和RBP4基因对猪繁殖性能的效应大小,采用PCR-RFLP技术,分别检测了杜洛克、长白和大白群体内5个基因的基因型频率和等位基因频率,并分析不同基因型与3个猪群体的总产仔数(TNB)、产活仔数(NBA)和出生窝重(BLW)相关性。结果表明:对猪繁殖性能影响效应最大的是NCOA1和RBP4基因,其次是FUT1和ADAMTS1基因,最小的是ESR基因。NCOA1基因在杜洛克和大白群体内AA型的NBA比BB型的分别高1.11和1.92头,AA型的TNB比BB型的分别高1.18头和0.53头。RBP4基因在3个猪群体内AA型的TNB比BB型的高0.53—0.86,在杜洛克和大白群体内AA型的NBA比BB型的分别高1.1头和1.29头。FUT1在杜洛克和大白群体内AA型的TNB比CBB型的分别高0.47和0.56),AA型的NBA比BB型的分别高0.76头和1.06头。ADAMTS1基因在3个猪群体内AB型的TNB比AA型的高0.67—0.88,AB型的NBA比AA型的高0.54—0.86。在大白群体内ESR基因的BB型的TNB、NBA比AA型的分别高0.36头和0.41头。5个基因的不同基因型对3个猪群体BLW影响不显著。

赤拟谷盗视蛋白基因克隆及其对不同光源的响应研究

赤拟谷盗是一种分布广泛的储粮害虫,近来报道其具有一定的趋光性。视蛋白是昆虫接受光刺激的关键分子,具有波长敏感性。本文为了探讨赤拟谷盗对不同波长光源的趋光机理,首先通过克隆获得了495bp的长波长视蛋白(LW)基因片段与223bp紫外线敏感视蛋白(UV)基因片段。保守结构域分析发现赤拟谷盗LW视蛋白和UV视蛋白均属具有七个跨膜结构域的G蛋白偶联受体超家族。不同光源光照不同时间对赤拟谷盗视蛋白基因表达的影响结果显示:白光和蓝光对赤拟谷盗LW和UV基因表达没有显著影响;395nm紫外光照射赤拟谷盗LW基因表达没有显著变化,而UV基因表达量显著降低;绿光照射导致赤拟谷盗LW和UV基因表达量均显著降低。这些结果说明绿光照射对赤拟谷盗LW和UV基因表达影响最为显著。

昆虫紫外视觉研究进展

昆虫在长期进化过程中形成的颜色视觉能力,是其直接获取外界信息的最主要途径之一。其中,紫外视觉在昆虫颜色视觉系统中普遍存在,通过紫外光感受器可以感知并辨别周围环境中光源或物体反射的特定波长紫外光,提高颜色辨别能力。自19世纪80年代证实昆虫具有紫外敏感性以来,陆续发现蜜蜂、蝴蝶、果蝇和蛾类等许多昆虫具有良好的紫外视觉能力,利用颜色、对比度和偏振光等紫外光特性调控昆虫的定向导航、觅食、种内通讯和昼夜节律等行为活动,对于其生存、繁殖和生态适应具有重要意义。此外,紫外敏感视蛋白是昆虫紫外视觉形成过程中的一类重要分子,不仅可以独立介导趋光性等特定波长行为,还可纳入整个颜色视觉系统,与其他视蛋白协同调控昆虫的颜色视觉,从而将紫外光当作一种基本颜色进行辨别。该文系统综述了昆虫紫外视觉的发现、特性、功能和感知机制,鉴于当前国内在相关领域研究的薄弱和局限性,建议今后可在解析植物-害虫-天敌生态系统中的紫外光特性、探究紫外光-B紫外视觉的生态学意义、揭示紫外敏感视蛋白基因的分子进化机制以及阐明昆虫避免或修复紫外光所致视网膜损伤相关适应机制方面进行深入研究。