两种色型黄粉虫酚氧化酶原的cDNA克隆、生物信息学分析及表达水平检测

编号 zgly0001459744

文献类型 期刊论文

文献题名 两种色型黄粉虫酚氧化酶原的cDNA克隆、生物信息学分析及表达水平检测

作者 黄琼  胡杰  王勤 

作者单位 四川农业大学林学院森林保护学省级重点实验室  四川农业大学经济管理学院  四川农业大学生命科学与理学院生物系 

母体文献 昆虫学报 

年卷期 2013年06期

年份 2013 

分类号 Q963  S899.9 

关键词 黄粉虫  色型  酚氧化酶原  基因异构体  生物信息学  mRNA表达 

文摘内容 酚氧化酶是黑色素合成和昆虫免疫的关键酶,通常以无活性的酚氧化酶原形式存在。为给黄粉虫Tenebrio molitor遗传分化和免疫防御研究提供参考,本研究采用PCR和RACE技术克隆了黄、黑两种色型黄粉虫幼虫的酚氧化酶原基因Tm-ppo,对其cDNA序列及其推导的氨基酸序列进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR检测其在两种色型黄粉虫不同发育阶段mRNA表达水平上的动态变化。结果表明:从黄、黑两种色型黄粉虫幼虫中克隆出的两个Tm-ppocDNA序列全长均为2199bp,碱基序列一致性为99%,包含一个2055bp的开放阅读框,编码684个氨基酸,它们的编码蛋白有3个氨基酸差异:第176位(P→A)、256位(V→A)和648位(I→M)。这两个基因分别被命名为Tm-ppo-1和Tm-ppo-2(GenBank登录号分别为JX987235和JX987234)。Tm-ppo-1和Tm-ppo-2编码的酚氧化酶原异构体蛋白(分别为Tm-PPO-1和Tm-PPO-2)存在一个可能的酚氧化酶原水解活化位点(R50～F51残基之间)和一个双铜结合中心(第196～239位残基和第344～411位残基);同时含有一个类似巯基酯区域的序列(第579～588位残基)及一个C-末端保守基序(第634～645位残基);但它们无氨基端疏水信号肽序列,也不存在跨膜区域。Tm-PPO-1和Tm-PPO-2的二级结构由大量的α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲组成;三级结构分为前导域(第16～66位残基)、不相邻的功能域Ⅰ(第3～15位残基和第67～181位残基)、功能域Ⅱ(第182～419位残基)和功能域Ⅲ(第420～679位残基)4部分。此外,Tm-ppo-1和Tm-ppo-2在黄、黑两种色型黄粉虫的各发育期均有表达,并且不同发育阶段的mRNA表达水平呈现明显的变化规律:幼虫期﹥成虫期﹥蛹期。同时,环境温度对Tm-ppo-1和Tm-ppo-2的mRNA表达具有显著影响:与常温对照组(25～30℃)相比,42℃暴露24h和48h的两种色型黄粉虫幼虫、蛹和成虫的mRNA表达量明显下调。相同试验条件下,黑色型黄粉虫幼虫和成虫的Tm-ppo-2mRNA表达量明显高于黄色型幼虫和成虫的Tm-ppo-1mRNA表达量,但两种色型黄粉虫蛹的Tm-ppo异构体表达量无显著差异。本研究为进一步探讨黄粉虫的遗传分化和免疫防御提供了有益参考。