梨小食心虫几丁质合成酶1基因的克隆与表达分析

• 作者: 刘中芳 张鹏九 杨静 樊建斌 牛国飞 范仁俊 韩召军 高越
• 来源期刊: 昆虫学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 梨小食心虫 几丁质合成酶 表达谱 RT-qPCR 可变剪切外显子
• 年，卷（期）: 2017,（9）
• 所属期刊栏目: 生理与生化
• 页码范围: 994-1005
• 页数: 12页
• 分类号: Q966
• 语种: 中文
• DOI: 10.16380/j.kcxb.2017.09.003

摘要

[目的]克隆梨小食心虫Grapholitha molesta(Busck)几丁质合成酶1基因,分析该基因的分子特征及时空表达模式,为探析其生理功能奠定基础.[方法]利用简并引物和RACE技术从梨小食心虫5龄幼虫和蛹中克隆几丁质合成酶1基因的全长cDNA序列,同时获得其两个可变剪切外显子序列,并用邻接法(neighbor-joining method)与其他昆虫同源序列构建系统进化树.利用RT-qPCR技术研究该基因及两个可变剪切外显子在1日龄预蛹不同组织(头、体壁、脂肪体、中肠、气管和马氏管)中以及不同发育阶段(2-5龄幼虫、预蛹、蛹和成虫)的表达特性.[结果]克隆获得梨小食心虫几丁质合成酶1基因,将其命名为GmCHS1,该基因编码1 565个氨基酸,包含了16个跨膜螺旋,两个可变剪切外显子包含177个碱基,编码59个氨基酸序列,分别命名为GmCHS1a(GenBank登录号:MF000781)和GmCHS1b(GenBank登录号:MF000782).系统发育树同源分析结果表明,GmCHS1属于几丁质合成酶1,GmCHS1a和GmCHS1b分别归属于可变剪切外显子CHS1a和CHS1b.组织表达模式表明,GmCHS1基因在体壁中表达量最高,其次是在头和气管中,其余组织中表达量较低或不表达;发育表达模式表明,该基因在各个发育阶段均有表达,幼虫蜕皮期、预蛹-蛹和蛹-成虫转变过程中表达量上调.GmCHS1a在体壁和头部的表达量高于GmCHS1b,而在气管和脂肪体中的表达量略低于GmCHS1b,两者在中肠和马氏管中表达量都很低.在梨小食心虫不同发育阶段,GmCHS1a的表达趋势表现为在幼虫蜕皮和预蛹-蛹转变过程中高表达;GmCHS1b在幼虫各个阶段表达量都较低,在预蛹-蛹和蛹-成虫转变过程中高表达.[结论]GmCHS1a和GmCHS1b属于昆虫几丁质合成酶1家族,其基因在梨小食心虫不同组织及发育阶段的表达量显著不同,推测其在梨小食心虫发育过程中发挥着不同的作用.本研究为进一步探索该基因在梨小食心虫体内的功能奠定了基础.