两种色型黄粉虫抗冻蛋白cDNA克隆、序列分析与表达分析

编号 zgly0001433570

文献类型 期刊论文

文献题名 两种色型黄粉虫抗冻蛋白cDNA克隆、序列分析与表达分析

作者 黄琼  胡杰  周定刚  王勤  杨伟  朱天辉 

作者单位 四川农业大学森林保护学省级重点实验室  四川农业大学长江上游林业生态工程四川省重点实验室  四川农业大学经济管理学院  四川农业大学动物科技学院  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 2012年06期

年份 2012 

分类号 Q78  Q966 

关键词 黄粉虫  色型  抗冻蛋白  基因异构体  序列分析  mRNA表达 

文摘内容 产生抗冻蛋白(antifreeze proteins,AFPs)是大多数昆虫抵抗低温的一个重要策略。为给黄粉虫Tenebriomolitotr耐寒机理研究提供参考,本研究采用RT-PCR、5’RACE和3’RACE法克隆了黄、黑两种色型黄粉虫幼虫的抗冻蛋白基因Tm-afp,分析了其基因序列及所编码的氨基酸序列,并检测了其在这两种色型间的mRNA水平差异。结果表明:从黄、黑两种色型黄粉虫幼虫克隆出的Tm-afp cDNA全长分别为579bp和588bp,它们包含一个20bp的5’端非翻译区、一个402bp的开放阅读框和一个变异较大的3’端非翻译区,其碱基序列一致性为95%。由于这两个抗冻蛋白基因编码的蛋白成熟肽存在两个氨基酸差异:第35位(D→E)和130位(T→S),因此将其判定为黄粉虫抗冻蛋白基因Tm-afp的两个异构体,并分别命名为Tm-afp-1和Tm-afp-2。Tm-afp-1和Tm-afp-2编码的抗冻蛋白异构体(分别为Tm-afp-1和Tm-afp-2)信号肽之间有3个氨基酸差异:第2位(G→A)、9位(S→T)和27位(Y→N);其成熟肽的第一个氨基酸为谷氨酰胺,含8个高度保守的12aa短串联重复序列,每个重复序列的第2位和第8位为半胱氨酸。此外,Tm-afp-1和Tm-afp-2均属富含苏氨酸和半胱氨酸的昆虫抗冻蛋白,其二级结构均由大量的β-折叠和无规则卷曲组成,三级结构为8个特殊的右手β-螺旋,每一圈螺旋由12个氨基酸组成;在β-螺旋的一个侧面规则排列着由保守XCT形成的β折叠片层。同时,低温可以诱导黄、黑两种色型黄粉虫Tm-afp的表达,但长时间低温诱导下黑色型黄粉虫幼虫的Tm-afp表达量显著高于黄色型黄粉虫幼虫Tm-afp表达量。结果提示,黄粉虫种内不同色型间,抗冻蛋白基因Tm-afp可能存在多种异构体,并且黑色型黄粉虫Tm-afp比黄色型黄粉虫Tm-afp对低温的应答更强烈。这一研究结果为进一步探索黄粉虫的耐寒性机理提供了有益参考。