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草地螟触角气味结合蛋白基因克隆及表达

钟涛  
【摘要】: 草地螟是我国北方地区严重发生的一类重要的农牧业害虫。近年来,对草地螟的行为学研究比较多,但对草地螟嗅觉识别的分子机制研究,国内外尚未见报道。从分子生物学角度来研究草地螟在产卵和取食过程中对其寄主植物选择性识别机制,可以为开发防控草地螟为害的技术提供新思路。有研究表明,昆虫触角气味结合蛋白在昆虫感知外界信息物质中起作用,并且该类蛋白广泛地存在于昆虫触角嗅觉感受器中。本论文通过基因克隆及原核表达技术对草地螟触角气味结合蛋白进行了研究。已取得的主要结果如下: (1)利用RT-PCR结合RACE技术克隆了草地螟触角普通气味结合蛋白Ⅰ(GOBP1)基因(GenBank登录号为EU413989)。序列分析表明:LstiGOBP1含有完整的蛋白编码区序列,并具有真核生物分泌蛋白的信号肽特征;蛋白呈酸性,有4个亲脂性区域;该蛋白拥有气味结合蛋白的典型结构特征,即序列中含有6个完全保守的半胱氨酸残基,联结形成3个二硫键;与鳞翅目昆虫的同源性在58.2%左右。根据已知的基因序列,构建了LstiGOBP1的原核表达载体,并在大肠杆菌中成功进行了诱导表达,表达产物经Western印迹实验证明与预测蛋白大小一致。 (2)利用RACE技术克隆了草地螟触角普通气味结合蛋白Ⅱ(GOBP2)基因(GenBank登录号为EU239360)。序列分析表明:雌雄虫触角中的LstiGOBP2的核苷酸序列没有差别;LstiGOBP2含有完整的蛋白编码区序列,并具有真核生物分泌蛋白的信号肽特征;蛋白呈酸性,有4个亲脂性区域;该蛋白拥有气味结合蛋白的典型结构特征,即序列中含有6个完全保守的半胱氨酸残基,联结形成2个二硫键;与鳞翅目昆虫的同源性在81%左右。根据已知的基因序列,构建了LstiGOBP2的原核表达载体,并在大肠杆菌中成功进行了诱导表达,表达产物经Western印迹实验证明与预测蛋白大小一致。 (3)利用RT-PCR结合RACE技术克隆了草地螟触角信息素结合蛋白(PBP)基因(GenBank登录号为EU545482)。序列分析表明:LstiPBP序列含有完整的蛋白编码区序列,并具有真核生物分泌蛋白的信号肽特征;蛋白呈酸性,有4个亲脂性区域;该蛋白拥有气味结合蛋白的典型结构特征,即序列中含有6个完全保守的半胱氨酸残基,联结形成2个二硫键;与鳞翅目昆虫的同源性在64%左右。根据已知的基因序列,成功构建了LstiPBP的原核表达载体。 (4)利用RACE技术克隆了草地螟雌虫触角信息素结合蛋白FM1(PBPFM1)基因(GenBank登录号为EU638330)。序列分析表明:LstiPBPFM1含有一段编码138个氨基酸的编码区序列,第18、19个氨基酸残基之间可能存在切割位点;蛋白呈酸性,拥有气味结合蛋白的典型结构特征,序列中含有6个完全保守的半胱氨酸残基,联结形成3个二硫键;与鳞翅目昆虫的同源性在57.2%左右。 (5)利用RACE技术克隆了草地螟雌虫触角信息素结合蛋白FM2(PBPFM2)基因(GenBank登录号为EU638331)。序列分析表明:PBPFM2含有一段编码69个氨基酸的编码区序列;蛋白呈酸性,有1个明显的亲脂性区域;该蛋白拥有气味结合蛋白的典型结构特征,即序列中含有3个完全保守的半胱氨酸残基;与鳞翅目昆虫的同源性在51.2%左右。 (6)利用RACE技术克隆了草地螟核糖体蛋白L24(Rp L24)基因(GenBank登录号为EU339126)。序列分析表明:LstiRpL24含有完整的蛋白编码区序列;蛋白呈碱性。与鳞翅目昆虫的同源性在94.4%左右。


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