柳杉毛虫JHBP家族基因鉴定及生物信息学分析

研究我国林业重要食叶害虫——柳杉毛虫保幼激素结合蛋白(JHBP),对于揭示其生长发育、化蛹、摄食、交配生殖及抗药性等生命活动具有重要意义。参照模式昆虫家蚕的41条JHBP蛋白序列,构建系统进化树,并对这些基因所编码的蛋白质二级结构、疏水性、蛋白质序列基序和三级结构等生物学特性进行分析,利用heatmap可视化工具分析柳杉毛虫JHBP在不同发育时期的表达水平。结果表明,柳杉毛虫JHBP基因共有JHBPa、JHBPc、JHBPd 3个亚家族,分别包含6、26、15个JHBP基因;蛋白序列至少含有1个JHBP结构域,且其中Dho05G001220蛋白序列不仅含有JHBP结构域,还含有Grp allergen结构域,各蛋白序列的疏水性区域呈明显的聚集分布,亲水性区域的聚集分布则不明显;JHBP基因在柳杉毛虫的低龄和中龄幼虫、蛹和成虫中显著表达,表明JHBP明显参与调控不同虫态的发育或变态过程。研究结果可为进一步明确柳杉毛虫JHBP基因家族的生物学功能提供参考。

舞毒蛾保幼激素结合蛋白家族基因克隆及对CO2胁迫的响应

保幼激素结合蛋白(JHBP)是存在于血淋巴和细胞内的一类载体蛋白,与保幼激素结合运送到靶标组织。本文研究舞毒蛾JHBP基因特性及其对高浓度CO 2胁迫的响应,为明确全球气候变化下舞毒蛾适应性机制提供理论依据。通过舞毒蛾转录组文库分析结合RT-PCR克隆鉴定出7个JHBP基因,并进行基因特性和发育阶段特异性分析,同时利用密闭式CO2人工气候箱在不同CO2浓度(397μL/L、550μL/L和750μL/L)下将舞毒蛾卵饲养至3龄幼虫,利用qRT-PCR技术测定3龄幼虫JHBP基因表达量变化。结果表明,舞毒蛾JHBP家族7个基因全长开放阅读框大小为714~756 bp,编码237~251个氨基酸,分子质量为28.22~28.54 kDa,理论等电点为5.33~8.47。7个基因在不同发育阶段的表达存在差异,幼虫期LdJHBP1、2、5、6基因表达量较高,而LdJHBP3、4和7在蛹期和成虫期高表达。进化树分析表明舞毒蛾LdJHBP1、LdJHBP2、LdJHBP6分别与棉铃虫Helicoverpa armigera、家蚕Bombyx mori、冬尺蛾Operophtera brumata的JHBP亲缘关系较近。高浓度CO2下舞毒蛾3龄幼虫的LdJHBP表达量下降。JHBP基因表达可能影响JH结合与运输从而调节生长发育。

灰飞虱保幼激素结合蛋白基因的克隆及表达动态

克隆了灰飞虱的1个保幼激素结合蛋白(JHBP)基因,命名为LstrJHBP(GenBank登录号:JF728808)。该基因全长1 514 bp,开放阅读框编码289个氨基酸,5'和3'UTR区分别为124和522 bp,预测的相对分子质量为32 599,等电点5.47。综合信号肽预测、氨基酸序列比对及聚类分析结果,推测LstrJHBP是一个细胞质JHBP。qRT-PCR测定表明,LstrJHBP在灰飞虱若虫5个龄期及雌雄成虫均有表达,但4龄若虫期显著高于其他龄期,雌雄成虫间没有显著差异。研究结果为进一步明确灰飞虱的发育及变态调控机制奠定了基础。