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磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(Phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)是催化糖异生途径的第一个限速酶,催化草酰乙酸生成磷酸烯醇式丙酮酸,其活性调节主要表现在转录水平上,pepck基因的表达量直接影响糖异生能力,对调控机体的能量代谢具重要作用,PEPCK在介导昆虫对低温、干旱及其他环境胁迫反应和滞育反应中具有核心作用,已开展pepck研究的昆虫种类不足10种。本研究以丽蝇蛹集金小蜂(Nasonia vitripennis)为研究对象,分离克隆了pepck基因的完整编码区序列,进行了序列分析,并应用实时荧光定量PCR技术测定了丽蝇蛹集金小蜂在非滞育期、滞育初始期、滞育发育期(滞育10天,30天和60天)、滞育解除期以及胁迫条件下pepck基因的相对表达量,结果表明:丽蝇蛹集金小蜂pepck全长ORF大小为2 181bp,编码726个氨基酸,预测蛋白分子量为80.93kDa,预测等电点为8.684,其编码的蛋白酶为线粒体型PEPCK(PEPCKM),该蛋白酶可能存在27个磷酸化位点,空间二级结构主要为无规则卷曲和α-螺旋。序列比对分析显示丽蝇蛹集金小蜂pepck与膜翅目近缘种的相似性较高(69%78%),其预测保守结构位点与同源比对的膜翅目小蜂、果蝇和人类的保守位点一致,具有与草酰乙酸结合的特定结构域以及与GTP三磷酸链和Mg2+结合的激酶Ⅰ和激酶Ⅱ保守基序,这些保守区域在无脊椎动物和脊椎动物中均高度保守。系统进化分析也表明PEPCK在进化上具高度保守性,昆虫纲各目昆虫及哺乳类动物的类聚结果与传统分类进化顺序一致,显示其具有重要的生物功能。荧光定量分析表明丽蝇蛹集金小蜂pepck基因在滞育期间显著下凋,其相对表达量在滞育初始期较高,与非滞育期幼虫无显著差异;随滞育深度增加,滞育10天、30天和60天的幼虫其pepck的mRNA表达量均显著下凋,但三者之间差异不显著;其中,滞育30天幼虫的pepck相对表达量下凋最明显,比非滞育期下降了2倍;在滞育解除期,丽蝇蛹集金小蜂pepck相对表达量也显著下降,比非滞育期下凋了约1倍;这些结果与代谢水平上葡萄糖的显著降低结果相一致。高温胁迫对pepck相对表达量无显著影响,但低温胁迫可诱导pepck基因显著下凋。丽蝇蛹集金小蜂在滞育及低温胁迫下pepck的下凋,显示滞育和耐寒性的代谢反应机制可能相同。本研究结果与已报道的几种昆虫pepck基因在滞育及不同环境胁迫下的表达模式不同,说明昆虫应对环境胁迫的反应机制因种而异,不同昆虫在滞育期间的生理代谢特征和分子调控机制也存在差异,揭示了昆虫滞育及抗逆机制的丰富多样性,也为深入研究线粒体型PEPCK的生物功能、作用机制等提供了参考依据。