桑螟孵化酶基因特性分析與基于昆蟲(chóng)HE結(jié)構(gòu)的進(jìn)化研究.pdf

1、桑螟屬鱗翅目螟蛾科，是桑樹(shù)的主要害蟲(chóng)之一。本文以桑螟（Diaphania pyloalis）為研究對(duì)象，通過(guò)RACE技術(shù)克隆獲得桑螟孵化酶基因（DpyHE）全長(zhǎng)cDNA序列。DpyHEcDNA序列全長(zhǎng)983bp，其中包含21bp的5’UTR、44bp的3’UTR和一段918bp的完整開(kāi)放閱讀框，編碼305個(gè)氨基酸，其中N端有16個(gè)氨基酸為信號(hào)肽序列，C端成熟酶區(qū)由222個(gè)氨基酸組成。同源性分析顯示DpyHE與鱗翅目其他昆蟲(chóng)孵化酶蛋白功能

2、區(qū)序列相似性分別為70.9％至76%，與柞蠶同源性最高。DpyHE氨基酸序列Pro90至Ser240之間具有一個(gè)鋅依賴(lài)性金屬蛋白酶結(jié)構(gòu)域。用同源建模的方法以蝦紅素蛋白酶Astacin為模板預(yù)測(cè)DpyHE蛋白的三維結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示DpyHE與Astacin三維結(jié)構(gòu)相似，表明桑螟孵化酶具有與蝦紅素蛋白酶相似的蛋白酶功能區(qū)和活性中心。另外，將 DpyHE的成熟酶序列、去信號(hào)肽序列、ORF序列對(duì)應(yīng)的基因序列克隆到原核表達(dá)系統(tǒng)中進(jìn)行蛋白表達(dá)，Wes

3、tern Blot驗(yàn)證其獲得表達(dá)，這為進(jìn)一步進(jìn)行桑螟孵化酶活性分析提供基礎(chǔ)。
　　最近基于魚(yú)類(lèi)孵化酶基因及其內(nèi)含子缺失角度探討了進(jìn)化分析，獲得了有意義的結(jié)果。本課題組已發(fā)現(xiàn)小菜蛾孵化酶基因僅為單外顯子，這與家蠶孵化酶基因的多外顯子基因結(jié)構(gòu)存在差異。因此本文調(diào)查了代表性昆蟲(chóng)的孵化酶同源序列的基因結(jié)構(gòu)與其保守區(qū)對(duì)應(yīng)的內(nèi)含子，分析昆蟲(chóng)綱孵化酶基因內(nèi)含子缺失的狀態(tài)及相互間的親緣關(guān)系。我們選擇基因組數(shù)據(jù)已發(fā)表并具有完整孵化酶成熟酶同源序列的

4、6種鱗翅目昆蟲(chóng)和2種雙翅目昆蟲(chóng)進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果顯示5種鱗翅目昆蟲(chóng)孵化酶成熟酶同源序列為6-外顯子-5-內(nèi)含子結(jié)構(gòu)，2種雙翅目昆蟲(chóng)均為3-外顯子-2-內(nèi)含子結(jié)構(gòu)，而鱗翅目小菜蛾為單外顯子，這可能與硬骨魚(yú)孵化酶基因HCE類(lèi)似，存在內(nèi)含子丟失的現(xiàn)象。為進(jìn)一步擴(kuò)大調(diào)查樣本，我們調(diào)查18種基因組已發(fā)表的昆蟲(chóng)孵化酶同源序列保守區(qū)，發(fā)現(xiàn)其各自對(duì)應(yīng)基因組所包含內(nèi)含子數(shù)分為0和1兩類(lèi)別；所調(diào)查昆蟲(chóng)物種進(jìn)化途徑中可能存在內(nèi)含子缺失現(xiàn)象；推測(cè)存在內(nèi)含子缺失的節(jié)