美国白蛾,丝氨酸蛋白酶,胰蛋白酶,序列分析,时空表达,寄主植物," /> 美国白蛾,丝氨酸蛋白酶,胰蛋白酶,序列分析,时空表达,寄主植物,"/>
昆虫学报 ›› 2019, Vol. 62 ›› Issue (2): 160-169.doi: 10.16380/j.kcxb.2019.02.003
赵旭东1,2, 孙宇航1,2, 陈昌宇1,2, 田朔1,2, 陶蓉1,2, 郝德君1,2,*
(1. 南京林业大学南方现代林业协同创新中心, 南京 210037; 2. 南京林业大学林学院, 南京210037)
Cloning and spatio-temporal expression of serine protease gene HcSP1 and its expression in response to feeding on different host plants in Hyphantria cunea (Lepidoptera: Arctiidae)
ZHAO Xu-Dong1,2, SUN Yu-Hang1,2, CHEN Chang-Yu1,2, TIAN Shuo1,2, TAO Rong1,2, HAO De-Jun1,2,*
(1.Coinnovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China; 2. College of Forestry, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China)
摘要:
【目的】为探究美国白蛾Hyphantria cunea在寄主转换过程中的消化生理机制奠定基础。【方法】通过筛选美国白蛾cDNA文库,克隆美国白蛾丝氨酸蛋白酶基因。荧光定量PCR检测该基因在美国白蛾不同发育阶段的表达特性;半定量RT-PCR和荧光定量PCR分别检测该基因在美国白蛾5龄幼虫体内不同组织中的分布及表达特性;荧光定量PCR检测取食不同寄主植物(美洲黑杨Populus deltoides, 日本晚樱Cerasus serrulata var. lannesiana, 山樱花Cerasus serrulata, 喜树Camptotheca acuminata和法国梧桐Platanus orientalis)叶片后美国白蛾4龄幼虫中该基因的表达量。【结果】克隆获得美国白蛾丝氨酸蛋白酶基因HcSP1(GenBank登录号: MH663425),开放阅读框长882 bp,编码293个氨基酸,预测分子量为30.5 kD,理论等电点预测为9.86。编码蛋白N末端疏水区包含15个氨基酸组成的信号肽;具有丝氨酸蛋白酶的典型特征,即氨基酸序列中具有组氨酸(His)、天门冬氨酸(Asp)以及丝氨酸(Ser)残基组成的酶活性催化中心三元件;具有明显的胰蛋白酶前体的特征,即具有信号肽、激活肽以及胰蛋白酶N末端保守的起始氨基酸序列(IVGG)。NCBI BLAST比对结果表明美国白蛾HcSP1与其他鳞翅目昆虫丝氨酸蛋白酶的氨基酸序列一致性在50%~70%之间。荧光定量PCR结果显示,HcSP1在美国白蛾幼虫不同发育阶段的相对表达量呈现动态的变化,并随着幼虫虫龄的增长呈现上升趋势。半定量RT-PCR及荧光定量PCR结果显示,HcSP1在美国白蛾5龄幼虫头部、唾液腺、中肠、脂肪体、表皮、马氏管和血淋巴等组织中均有表达且在幼虫中肠中表达量极高。与取食其他寄主植物叶片相比,美国白蛾取食喜树叶片后HcSP1的相对表达量明显升高,并显著高于取食其他寄主植物。【结论】本研究克隆获得美国白蛾丝氨酸蛋白酶基因HcSP1,检测了其在美国白蛾不同发育阶段、不同组织以及取食不同寄主植物叶片后的表达量,为探究美国白蛾在寄主转换过程中消化生理的机制奠定基础,也为美国白蛾的防治提供新的思路。