德国小蠊两个海藻糖合成酶基因的克隆、组织分布及温度诱导表达分析

【目的】海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)是参与昆虫血糖-海藻糖合成的关键酶。本研究旨在克隆德国小蠊Blattella germanica TPS基因,研究TPS基因在德国小蠊不同组织中的表达模式及在不同温度处理下的表达情况。【方法】通过RACE技术克隆德国小蠊TPS基因全长序列,利用荧光定量PCR的方法检测TPS基因在德国小蠊5龄幼虫不同组织中的表达模式及在高温(40℃和46℃处理30 min)及低温(0℃和10℃处理1 h)逆境下的表达量变化。【结果】从德国小蠊中克隆获得2个TPS基因,分别命名为Bg TPS1(Gen Bank登录号:KR050213)和Bg TPS2(Gen Bank登录号:KR050214)。其中,Bg TPS1基因c DNA序列全长2 987 bp,开放阅读框(ORF)2 502 bp,编码833个氨基酸;Bg TPS2基因c DNA序列全长3 212 bp,开放阅读框2 469 bp,编码822个氨基酸。Bg TPS1和Bg TPS2基因都主要在5龄幼虫脂肪体中表达,且Bg TPS2基因的表达量为Bg TPS1基因表达量的3.9倍。在两种不同极端温度诱导下,Bg TPS1和Bg TPS2基因mRNA均上调表达。其中,Bg TPS2的表达量始终显著高于Bg TPS1。在0℃时,Bg TPS1和Bg TPS2的表达量最高。【结论】德国小蠊5龄幼虫中存在2个TPS基因。两个TPS基因均在脂肪体中高表达,且Bg TPS2基因的表达量显著高于Bg TPS1基因;低温和高温诱导下均能促进两个基因的表达量上升。该结果为进一步明确昆虫海藻糖的合成途径及其在昆虫对温度逆境的反应中的作用研究奠定了基础。