家蚕空泡型ATP酶（V-ATPase）基因的基本信息及表达特征

摘要：

【目的】鉴定家蚕（Bombyx mori）中的空泡型ATP酶（vacuolar-type ATPase, V-ATP酶）A、B亚基的编码基因，并调查其在家蚕幼虫5龄第3天不同组织和上蔟时期丝腺不同区段的表达特征。【方法】利用生物信息学的方法鉴定家蚕的V-ATP酶A、B亚基的编码基因并在线预测V-ATP酶两个亚基所具有的结构域，采用软件将其分别与其他物种中V-ATP酶A、B亚基的氨基酸序列进行同源序列比对和进化树的构建，通过荧光定量PCR技术分析家蚕V-ATP酶A、B亚基的编码基因在5龄第3天家蚕各组织的表达情况。进一步利用向家蚕幼虫上蔟时期的气孔注射pH值指示剂溴酚蓝，对丝腺进行染色，通过颜色变化对丝腺不同区段的pH值进行调查。最后，采用荧光定量PCR对家蚕上蔟时期丝腺不同区段V-ATP酶A、B亚基编码基因的表达情况进行分析。【结果】获得了家蚕V-ATP酶A、B亚基的编码基因BGIBMGA008295(GenBank登录号NM_001098359.1)和BGIBMGA002241(GenBank登录号NM_001098358.1)。结构域预测发现这两个亚基均具有3个非常保守的结构域，分别为位于N端的β筒结构域、序列中部的核苷酸结合结构域和 C 端结构域。将这两个基因编码的 V-ATP 酶 A、B 亚基的氨基酸序列与其他物种V-ATP 酶 A、B 亚基的氨基酸序列进行同源性比对和进化树的构建，同源比对结果发现不同物种中 V-ATP 酶 A、B亚基的氨基酸相似度为90%，保守结构域间相似度高达95%以上，说明不同物种间V-ATP酶A、B亚基高度保守。进化树显示家蚕V-ATP酶A、B亚基与同属于鳞翅目的其他昆虫的V-ATP酶A、B亚基亲缘关系较近。5龄第3天家蚕各组织中V-ATP酶A、B亚基编码基因的荧光定量PCR结果显示，这两个基因主要在中肠、脂肪体、生殖腺和丝腺中表达。使用溴酚蓝染色的方法分析上蔟期丝腺不同区段的pH情况，结果显示家蚕后部丝腺、中部丝腺后区和中区为中性或碱性环境，中部丝腺前区pH急剧下降到酸性环境，前部丝腺也为酸性环境。进一步对V-ATP酶A、B亚基编码基因在上蔟期丝腺不同区段进行表达情况分析，发现V-ATP酶A、B亚基基因在前部丝腺和中部丝腺前区高量表达，推测V-ATP酶可能与这两个区域低pH环境的产生和维持相关。【结论】明确了V-ATP酶在家蚕各组织的表达情况，V-ATP 酶可能与中部丝腺前区和前部丝腺腺腔的酸化相关，这为进一步研究 V-ATP 酶的生理功能提供了理论依据。

关键词：家蚕、V-ATP酶、系统进化、荧光定量PCR、丝腺、组织特异性表达

分类号：R734.2;Q945;Q786

资助基金：国家高技术研究发展计划（863计划）;国家重点基础研究发展计划（973计划）;国家自然科学基金

在线出版日期：2014-05-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1611-1621