鸡皮刺螨羧酸酯酶2基因克隆、序列分析及其表达特征研究

【目的】克隆鸡皮刺螨(Dermanyssus gallinae)羧酸酯酶2(CarE2)基因CDS区序列并进行生物信息学分析,同时检测其在鸡皮刺螨中的表达特征,以探究CarE2基因在鸡皮刺螨代谢抗性形成及发展中的作用。【方法】试验选择50只成年鸡皮刺螨雌螨,利用PCR扩增CarE2基因CDS区序列并测序,对其编码氨基酸序列进行多序列比对及系统进化树构建,通过生物信息学在线软件预测CarE2蛋白的理化性质及结构功能,并采用实时荧光定量PCR检测CarE2基因在鸡皮刺螨不同发育阶段及不同抗性品系中的表达模式,同时分析高效氯氰菊酯对鸡皮刺螨敏感品系和高效氯氰菊酯抗性品系中CarE2基因的诱导效应。【结果】鸡皮刺螨CarE2基因CDS区序列全长1665 bp,编码554个氨基酸。多序列比对结果显示,CarE2基因氨基酸序列具有高度保守的催化三联体(Ser-Glu-His)和五肽基序(Gly-X-Ser-X-Gly)。系统进化树结果表明,鸡皮刺螨CarE2与黑腹果蝇亲缘关系相近,共同划分为表皮酯酶分支。生物信息学分析结果显示,CarE2蛋白属于稳定的亲水蛋白,存在信号肽切割位点,且具有糖基化位点和多个磷酸化修饰位点,但不具有跨膜结构;CarE2蛋白二级结构以无规则卷曲为主,三级结构预测结果与二级结构一致。实时荧光定量PCR检测结果显示,CarE2基因在鸡皮刺螨若螨时期表达量最高,显著高于其他时期(P<0.05),成螨期表达量次之,在卵和幼螨时期的表达量相对较低;鸡皮刺螨高效氯氰菊酯抗性品系中CarE2基因的相对表达量是敏感品系的2.78倍;经高效氯氰菊酯胁迫处理后,鸡皮刺螨敏感品系中CarE2基因表达量与对照组相比差异不显著(P>0.05),而高效氯氰菊酯抗性品系中CarE2基因表达量与对照组相比显著升高(P<0.05)。【结论】本研究成功克隆鸡皮刺螨CarE2基因CDS区序列,其在鸡皮刺螨各发育阶段均有表达,且在高效氯氰菊酯抗性品系中过量表达。经高效氯氰菊酯处理后CarE2基因表达量显著上调,推测CarE2基因参与鸡皮刺螨对高效氯氰菊酯的羧酸酯酶解毒代谢抗性。