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飞蝗表皮蛋白基因LmNCP1的分子特性及功能分析

杨亚亭; 赵小明; 秦忠玉; 刘卫敏; 马恩波; 张建珍 中国农业科学 2018年第07期

摘要:【目的】基于飞蝗(Locusta migratoria)转录组数据库搜索并克隆获得飞蝗表皮蛋白基因Lm NCP1(nymph cuticle protein 1),分析其序列特征和表达特性,通过蜕皮激素(20-hydroxyecdysone,20E)诱导和干扰20E受体基因Lm Ec R表达研究其表达调控,并基于RNA干扰(RNAi)方法分析其生物学功能,为阐明该基因在飞蝗表皮发育过程中的作用提供理论依据。【方法】依据飞蝗转录组数据库获得表皮蛋白基因Lm NCP1,结合RT-PCR技术克隆获得其全长开放阅读框(ORF)序列,并结合飞蝗基因组序列分析其基因结构及序列特征;使用MEGA 6.0软件中邻接法(neighbor-joining,NJ),与其他昆虫同源序列聚类分析,并根据聚类结果进行命名;利用reverse-transcription quantitative PCR(RT-q PCR)分析其在5龄飞蝗不同组织和不同发育天数的基因表达特性;通过体内注射20E诱导以及干扰20E受体基因Lm Ec R的表达,RT-q PCR检测该基因的表达情况;基于RNAi结合H&E染色方法分析其生物学功能。【结果】通过搜索获得表皮蛋白基因Lm NCP1,并进行了克隆和测序验证,获得457 bp的c DNA序列,其全长ORF序列为306 bp,编码101个氨基酸。氨基酸序列分析表明该基因编码的蛋白含有1个信号肽,不含几丁质结合域,但包含3个重复基序,Weblogo分析结果显示其在物种间具有保守性。系统进化树分析显示该蛋白与蜚蠊目蟑螂(Blaberus craniifer)Bc NCP1序列一致度最高,聚为一支。根据聚类结果将该蛋白命名为Lm NCP1(Gen Bank登录号:MF326211)。RT-q PCR结果显示Lm NCP1在5龄若虫体壁中高表达,在翅芽、前肠和脂肪体中表达次之,在中肠、后肠、胃盲囊和马氏管中表达量较低或不表达;Lm NCP1在5龄早期(N5D1和N5D2)高表达,随后表达量逐渐降低(N5D3—N5D6),到下一次蜕皮前表达有所升高(N5D7),其表达量动态与内表皮形成时间一致。20E诱导不同时间结果显示,与对�

关键词:飞蝗表皮蛋白lmncp1蜕皮激素

单位:山西大学应用生物学研究所; 太原030006; 山西大学生命科学学院; 太原030006

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