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

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

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之間具有一個鋅依賴性金屬蛋白酶結(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、去信號肽序列、ORF序列對應(yīng)的基因序列克隆到原核表達系統(tǒng)中進行蛋白表達，Wes

3、tern Blot驗證其獲得表達，這為進一步進行桑螟孵化酶活性分析提供基礎(chǔ)。
　　最近基于魚類孵化酶基因及其內(nèi)含子缺失角度探討了進化分析，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)查了代表性昆蟲的孵化酶同源序列的基因結(jié)構(gòu)與其保守區(qū)對應(yīng)的內(nèi)含子，分析昆蟲綱孵化酶基因內(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種鱗翅目昆蟲和2種雙翅目昆蟲進行調(diào)查，結(jié)果顯示5種鱗翅目昆蟲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，這可能與硬骨魚孵化酶基因HCE類似，存在內(nèi)含子丟失的現(xiàn)象。為進一步擴大調(diào)查樣本，我們調(diào)查18種基因組已發(fā)表的昆蟲孵化酶同源序列保守區(qū)，發(fā)現(xiàn)其各自對應(yīng)基因組所包含內(nèi)含子數(shù)分為0和1兩類別；所調(diào)查昆蟲物種進化途徑中可能存在內(nèi)含子缺失現(xiàn)象；推測存在內(nèi)含子缺失的節(jié)