中华按蚊血红素过氧化物酶家族基因的全基因组鉴定、特征和进化

• 作者: 尹华春 张莉娟 陈斌
• 来源期刊: 昆虫学报
• 学科: 生物学
• 关键词: 中华按蚊 HPX家族 全基因组鉴定 特征 系统发育 进化
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 36-47
• 页数: 12页
• 分类号: Q969
• 语种: 中文
• DOI: 10.16380/j.kcxb.2018.01.005

摘要

[目的]在全基因组上鉴定中华按蚊Anopheles sinensis血红素过氧化物酶(heme peroxidase,HPX)家族基因,并预测其基本特征,探究双翅目中5种代表性昆虫HPX基因的系统发育关系和进化.[方法]以NCBI数据库中黑腹果蝇Drosophila melanogaster和家蚕Bombyx mori等昆虫HPX基因编码的氨基酸序列为询问序列,通过本地Blast搜索鉴定中华按蚊基因组上HPX家族基因,并鉴定了冈比亚按蚊Anopheles gambiae、致倦库蚊Aedes aegypti和埃及伊蚊Culex quinquefasciatus基因组上的HPX基因;基于冈比亚按蚊HPX基因的命名系统,对中华按蚊HPX基因进行命名;运用生物信息学方法预测了中华按蚊HPX基因的特征,包括基因的结构及在scaffold的定位,氨基酸的替换率和保守结构域,蛋白质3D结构等,通过与冈比亚按蚊共线性分析定位了中华按蚊HPX基因在染色体上的位置;基于HPX核苷酸序列,采用PAUP4.0和MEGA6.0软件利用最大相似法构建了5个双翅目代表性种HPX基因的系统发生树.[结果]中华按蚊基因组共有20个HPX基因,冈比亚按蚊、埃及伊蚊和致倦库蚊基因组分别有18,14和12个HPX基因.这4种蚊虫的HPX蛋白都被分类进入Peroxinectin,Peroxidasin,DBLPX和DUOX 4个亚家族,其氨基酸的分子量介于61.6～186.6 kD之间(除AsHPX8为29.6 kD).中华按蚊20个HPX基因共具有98个外显子,75个内含子,其外显子与内含子分布模式在基因间差异较大.中华按蚊HPX基因被定位到10个scaffold上,对应到冈比亚按蚊的2R,3R,2L,3L和X染色体.这些中华按蚊HPX基因编码的氨基酸序列(除DUOX)都具有1个血红素结合位点和5个Ca2+结合位点,在N端和C端各具有2个半胍氨酸位点并界定了两个二硫键.中华按蚊与冈比亚按蚊同源基因对的ω值都小于1,说明HPX基因在进化过程中没有受到明显的环境选择压力.系统发育关系研究表明,5种双翅目昆虫的HPX基因可以分为16个组,其中11个组在进化上呈明显的单系,具有至少83％的bootstrap支持.[结论]本研究提供了中华按蚊的HPX基因的基础信息.不同蚊虫种具有相似分子量的HPX蛋白,这与HPX家族蛋白结构的高度保守性有关.蚊虫的DUOX随着主要功能位点的缺失逐渐失去其功能,这与其特殊环境适应相关.DBLPX亚家族的peroxidase结构域在HPX家族所有亚家族中是最保守的.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陈斌	重庆师范大学昆虫与分子生物学研究所媒介昆虫重庆市重点实验室	73	290	9.0	15.0
2	尹华春	重庆师范大学昆虫与分子生物学研究所媒介昆虫重庆市重点实验室	1	1	1.0	1.0
3	张莉娟	重庆师范大学昆虫与分子生物学研究所媒介昆虫重庆市重点实验室	1	1	1.0	1.0