稻纵卷叶螟氨肽酶N基因的克隆及时空表达分析

摘要：

【目的】昆虫中肠氨肽酶 N（Aminopeptidase N，APN）是 Bt 杀虫蛋白的重要受体之一，与Bt 蛋白的杀虫机制及昆虫对 Bt 蛋白的抗性密切相关。为阐明稻纵卷叶螟 Cnaphalocrocis medinalis （Guenée）APN基因的功能及明确Bt蛋白对稻纵卷叶螟的毒力机制，本研究系统开展了稻纵卷叶螟中肠APN基因的克隆及时空表达分析。【方法】通过简并引物 PCR 结合 RACE 技术克隆并获得4条稻纵卷叶螟 APN 基因的 cDNA 序列全长，采用实时定量PCR技术研究了APN基因在稻纵卷叶螟不同虫态及幼虫不同组织中的时空表达情况。【结果】经NCBI同源比对分析，认为这4个基因分属于APN基因家族的不同类别，分别将其命名为CmAPN1（GenBank登录号：HQ853294）、CmAPN2（GenBank登录号：HQ853295）、CmAPN3（GenBank登录号：KJ143755）、CmAPN4（GenBank登录号：HQ853296）。序列分析表明，CmAPN1-4 cDNA序列全长分别为：3698、3478、3150和3149 bp，开放阅读框分别为：3045、2877、3045和2862 bp，分别编码965、958、1014和952个氨基酸。其推导的氨基酸序列具有鳞翅目昆虫氨肽酶 N 的典型结构特征，即含有糖基化位点、N-末端信号肽序列、谷氨酸锌化氨肽酶保守结构GAMEN、锌结合位点 HEX2HX18E、C-末端糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚信号肽。实时定量研究表明，CmAPNs在幼虫中的表达量显著高于卵、蛹和成虫；在幼虫中，CmAPN1的表达水平明显低于CmAPN2-4，且其在不同龄期中的表达差异显著；CmAPN2-4的表达量随幼虫龄期的增加而增加；CmAPNs 在幼虫肠道组织中的表达量显著高于其它组织器官，且CmAPN1和CmAPN2分别在中肠和后肠中呈现高水平表达，CmAPN3在前、中肠内均高水平表达；但CmAPN4在各个组织器官中的表达均保持较低水平。【结论】 CmAPNs 基因在稻纵卷叶螟的不同虫态和不同组织中呈现了差异显著的时空表达，采用RNA干扰方法进行CmAPNs基因功能研究时，要选择适宜的虫态和虫龄进行干扰。

关键词：稻纵卷叶螟、Bt受体蛋白、氨肽酶N、基因克隆、时空表达

分类号：S43;R73

资助基金：转基因生物新品种培育科技重大专项2014ZX08011-001和2014ZX08012-004

在线出版日期：2014-06-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：689-701