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暗黑鳃金龟UDP-N-乙酰氨基葡萄糖焦磷酸化酶(UAP)基因的克隆、原核表达及功能分析

文献类型: 中文期刊

作者: 刘兆瑞;吴涵;郭晓昌;李亚子;赵丹;郭巍

作者机构:

关键词: 暗黑鳃金龟;几丁质;HpUAP;原核表达;组织表达谱;RNAi

期刊名称:昆虫学报

ISSN: 0454-6296

年卷期: 2022 年 05 期

页码:

收录情况: 北大核心(2020版) ; CSCD(2021-2022年度) ; 科技核心(2021版) ; 农林核心(2020版)

摘要: [目的]本研究旨在阐明暗黑鳃金龟Holotrichia parallela UDP-N-乙酰氨基葡萄糖焦磷酸化酶(UAP)基因HpUAP的序列特征和功能。[方法]通过PCR方法从暗黑鳃金龟2龄幼虫中扩增HpUAP全长cDNA序列,并进行生物信息学分析;构建pET30a-HpUAP重组表达载体,转化大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3),IPTG诱导蛋白表达;利用qRT-PCR检测HpUAP在暗黑鳃金龟幼虫不同发育阶段(1-3龄幼虫)和3龄第2天幼虫不同组织(表皮、中肠、直肠、回肠、马氏管和脂肪体)中的表达量。利用RNAi沉默暗黑鳃金龟2龄幼虫体内HpUAP基因后,观察其生长发育和存活情况,并测定RNAi 72 h后其HpVAP表达量和表皮几丁质含量。[结果]PCR扩增获得暗黑鳃金龟HpUAP全长cDNA序列(GenBank登录号:MW676788),开放阅读框序列长1 461 bp,编码486个氨基酸残基,蛋白分子量约为53.9 kD。系统进化分析发现HpUAP与似牛嗡蜣螂Onthophagus taurinus UAP的氨基酸序列以较高的置信度聚为一类。经IPTG诱导可表达53.9 kD的HpUAP蛋白,与预期大小一致。发育表达谱结果表明HpUAP在1龄第1天和3龄第1天暗黑鳃金龟幼虫中表达量较高,组织表达谱结果表明HpUAP在暗黑鳃金龟3龄第2天幼虫中肠和表皮中表达量较高。HpUAP RNAi引起了暗黑鳃金龟2龄幼虫生长与行动缓慢,表皮颜色加深并皱缩;RNAi处理72 h后,与对照组(dsGFP注射组)相比,dsHpUAP注射组死亡率增加了40%左右,HpUAP表达量下降了93.06%,表皮几丁质含量下降了约29%。[结论]结果说明HpUAP参与几丁质代谢,在暗黑鳃金龟幼虫的生长发育过程中起关键作用。

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