红铃虫性信息素合成激活肽基因克隆、序列特征及在不同发育阶段的表达分析

• 作者: 万鹏 丛胜波 李文静 王玲 王金涛 许冬
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 红铃虫 性信息素合成激活肽 表达分析 交配行为 棉花挥发物
• 年，卷（期）: 2018,（23）
• 所属期刊栏目: 植物保护
• 页码范围: 4449-4458
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2018.23.005

摘要

[目的]克隆红铃虫(Pectinophora gossypiella)性信息素合成激活肽(pheromone biosynthesis activating neuropeptide,PBAN)基因,分析其序列特征,阐明该基因在红铃虫不同发育阶段中的表达规律,以及与交配行为、棉花挥发物间的调控关系,为进一步揭示红铃虫性信息素合成释放机制提供科学依据.[方法]利用RACE技术克隆红铃虫性信息素合成激活肽基因PgosPBAN的全长cDNA序列,应用DNAMAN 6.0对其进行序列分析,利用Protparam、Chou&Fasman等在线分析软件进行蛋白二级结构预测和生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术检测PgosPBAN在红铃虫不同发育阶段的表达规律,分析交配行为和棉花挥发物对PgosPBAN表达水平的影响.[结果]获得了PgosPBAN全长cDNA序列,GenBank登录号为KY987647,该基因cDNA全长1 461 bp,其开放阅读框(ORF)为618 bp,编码205个氨基酸,5’端非编码区长121 bp,3’端非编码区长722 bp;PgosPBAN编码的氨基酸序列包含了滞育激素、α神经肽、β神经肽、PBAN和γ神经肽5种神经肽,N端还含有一个23氨基酸的信号肽;预测该蛋白分子量为2.41 kD,等电点为9.25;同源性及系统进化树分析发现,PgosPBAN与15种鳞翅目昆虫的PBAN位于同一分支,其中与PgosPBAN进化关系最近的是二化螟(Chilo suppressalis)的PBAN (GenBank登录号:ALM30314.1),表明这两个基因可能有共同的祖先基因;PgosPBAN在红铃虫不同发育阶段存在明显的表达特异性,以成虫期的表达量较高,幼虫期次之,蛹期最低;PgosPBAN在红铃虫雌、雄成虫体内均有表达,且1-5 d内雄性成虫PgosPBAN表达量显著高于雌性成虫;交配后1-3 d的红铃虫体内PgosPBAN表达水平显著高于处女蛾;暴露于棉花挥发物1-5 d雄成虫PgosPBAN表达水平未受到显著影响,而1、8d雌成虫及8d雄成虫PgosPBAN表达水平均显著低于对照.[结论]明确了PgosPBAN的核苷酸、氨基酸序列特征,分析了该蛋白的二级结构特征.根据PgosPBAN在红铃虫不同发育阶段的表达规律以及与交配行为、棉花挥发物的调控关系,推测该基因不仅参与了红铃虫雌性信息素的合成释放,在调控雄性信息素以及调节生长发育等方面可能也扮演着重要角色.