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家蝇(Musca domestica)虽生活在病原菌滋生的恶劣环境中,井传播多种疾病,但自身却很少被感染。这说明家蝇在长期的进化过程中,形成了一套强大而高效的免疫防御机制来对付各种各样的病原菌侵染,其中很重要的因素就是家蝇体内的抗菌肽,家蝇防御素和溶菌酶就是其中的两类。研究抗菌肽的作用和抗菌机制等,为家蝇抗菌肽进行更深入研究具有很重要的理论价值实际意义,为找到新型的抗菌类药物带来新的曙光。 本文以家蝇幼虫为研究对象,研究内容主要分为以下两大部分: 第1部分:家蝇溶菌酶 lysozyme 1.通过对转录组数据库进行搜索家蝇溶菌酶 lysozyme序列后,对搜索到的序列进行编号命名,对其中一条溶菌酶运用RACE技术从家蝇幼虫体内克隆得到的全长516 bp的cDNA序列,在NCBI进行Blastp同源搜索,比对结果表明所得序列与家蝇 lysozyme2相似性最高,因此将其命名为家蝇 lysozyme3(GenBank登录号为HQ897688)。lysozyme3包含429 bp的完整的开放阅读框(ORF)可编码142个氨基酸残基,包括20个氨基酸残基的信号肽和122个氨基酸残基组成的成熟肽,理论分子量为13.89 kD,理论等电点为6.45,含有8个半胱氨酸,可形成4对分子内二硫键。 2.通过 Northern blot检测了lysozyme3在肠中的阳性信号最强,表达量最高,其次是在血细胞和整只虫子当中表达也较高,但是在表皮和脂肪体中井没有明显的阳性信号。 3.利用RNA i技术统计在家蝇幼虫受到 lysozyme3 RNA干扰不同时间下干扰组和对照组家蝇幼虫的体重差异显示,在用lysozyme3-L4440菌(干扰组)喂养的家蝇幼虫的体重明显低于在用L4440菌(对照组)投喂的家蝇幼虫的体重。 4.利用实时荧光定量 PCR(RT-qPCR)分析表明,lysozyme3在肠中的表达量最高,其次是在血细胞和整只虫子;在饥饿胁迫24 h. lysozyme3的表达量明显下调;当受到细菌刺激后3-6 h表达迅速下调,在12-24 h出现一个短暂的恢复,而后又开始下调,直至60 h表达水平降到最低点。 5.利用原核表达系统成功实现了lysozyme3基因的重组表达,经蛋白电泳在预测位置出现目的条带。 第2部分:家蝇防御素 defensin 1.对转录组数据库进行搜索家蝇防御素 defensin序列后,对搜索到的序列进行编号命名,通过 RACE技术从家蝇幼虫体内克隆到其中1条家蝇防御素基因 defensin2。defensin2全长392 bp的序列,包含276 bp的完整开放阅读框,编码91个氨基酸残基组成的多肽 N端除有一段23个氨基酸残基的信号肽外,还有一段28个氨基酸残基的前域。成熟肽由40个氨基酸残基组成,理论分子量为4.0 kD,理论等电点8.69,结构上形成3对分子内二硫键。经 Blastp分析该序列与昆虫防御素的相似性较高,与王来城(2003)报道的家蝇成虫的防御素(defensin1)基因氨基酸序列一致性为93%。 2. RT-qPCR分析表明defensin2在脂肪体和血淋巴中的表达量最高,当受到金黄色葡萄球菌刺激后表达量上调,大肠杆菌刺激后表达量下调。热激恢复时表达量迅速上调。 3.在家蝇幼虫受到 defensin2 RNA干扰情况下,经革兰氏阳性菌刺激24 h时,敲低组比对照组家蝇幼虫的成活率明显降低,经革兰氏阴性菌刺激24 h时,敲低组和对照组家蝇幼虫的成活率基本相同。 4.通过 DNA步移法克隆得到了678bp的启动子区域,利用NNPP和SoftBerry预测了+1位且分数高达0.97,在适当位置发现了“TATA”框,所克隆的启动子序列中含有典型的免疫防御相关位点 NF-B,C/EBP(CAAT enhancer-binding protein)还有多个AP家族序列(AP-1,AP-2,AP-3)。将克隆的启动子通过无启动子的绿色荧光载体pEGFP-1转染 SF9昆虫细胞发现有荧光信号。 5.利用原核表达系统成功实现了defensin2基因的重组表达,经蛋白电泳在预测位置出现目的条带。