松墨天牛气味结合蛋白转录组测序分析及表达分析

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:anbao01
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
昆虫的嗅觉系统是一套非常精密的化学感受系统,能够精确地接收外界的化学气味,进而调控昆虫的各类生命活动,在昆虫的体内有蛋白通过与外界气味物质结合,将其传输到感受器,称之为气味结合蛋白(odorant binding protein,OBP),它在昆虫嗅觉识别过程中有着举足轻重的作用。松墨天牛(Monochamusalternatus)是松树的危害性极高的柱干类害虫,同时也是松材线虫病的媒介昆虫,每年都有大量松树受其危害,对生态环境具有严重的威胁。  目的:  现如今,人们对松墨天牛的认识尚不够全面,在NCBI登陆的信息量满足不了对其嗅觉识别机制的研究,因此对松墨天牛进行了转录组测序,并通过生物信息学和分子生物学的方法对筛选出来的气味结合蛋白进行初步研究,为深入研究松墨天牛化学感受机制,气味结合蛋白的功能以及开发新型防治技术奠定了基础。  方法:  1.通过转录组测序,分析松墨天牛的核苷酸和蛋白序列,并从中筛选气味结合蛋白;  2.运用SingalP分析信号肽,通过Clustal W做保守性分析,用Protein Date BankPBD和Swiss-Model进行三级结构预测,利用MEGA5.1构建系统发育树;  3.运用qPCR技术对松墨天牛气味结合蛋白发育及组织的表达谱进行检测与分析。  结果和结论:  1.通过华大基因公司对松墨天牛进行转录组测序,统计共组装获得72223个Contig,35601个Unigene,运用blastx比对蛋白数据库NR,Swiss-Prot,KEGG,COG,对获得的所有Unigene进行功能注释.我们从中筛选出33个可靠性高的气味结合蛋白,根据保守氨基酸残基Cys的数目和它们的相对位置把它们划分至Classic OBP属,Minus-C OBP属,Plus-C OBP属,Atypical OBP属以及Dimer OBP属,将它们与松墨天牛已知的气味结合蛋白进行比对,发现只有OBP1和OBP2在NCBI上有登录,蛋白登录号分别为ABR53888.1和AHA39267.1,剩余的都尚未被收录,此次测序完善了松墨天牛的转录组信息,扩展了松墨天牛气味结合蛋白的数目。  2.在转录组测序的基础上,将筛选出的33个气味结合蛋白进行信号肽检测,发现大部分的气味结合蛋白在N末端都存在一段10-25个氨基酸残基组成的序列,它们指引着气味结合蛋白在淋巴液中输送气味物质;通过Clustal W软件对这些气味结合蛋白进行比对,发现至少有4个保守的半胱氨酸存在,运用在线工具Protein Date Bank PBD和Swiss-Model对它们进行3-D结构的模拟预测,半胱氨酸残基组成的二硫键将气味结合蛋白内的α螺旋连接起来,支撑起了气味结合蛋白的三级结构,故这些气味结合蛋白在蛋白三级结构的层次上又具有相似性。将NCBI数据库中已登陆的昆虫气味结合蛋白序列同松墨天牛这些气味结合蛋白序列混编在一起,采用MEGA5.1软件邻位相连法(Neighbour-Joining)进行系统进化树构建,发现松墨天牛的气味结合蛋白坐落在系统进化树的不同区域,这些足以说明松墨天牛的气味结合蛋白序列同源性较低,彼此间分化程度较高,拥有相对独特的进化趋势,这也许是松墨天牛的气味结合蛋白对不同气味物质具有特异性的原因。  3.松墨天牛的发育主要分三个阶段:幼虫,蛹,成虫。无论雌雄个体,绝大多数气味结合蛋白都是在成虫阶段开始大量表达,不过也有些其他情况存在。例如:雄虫方面,OBP6,OBP10,OBP23,OBP28,OBP30这几个基因幼虫的表达量最高,OBP2,OBP19,OBP24,OBP26在蛹阶段出现最高值;雌虫方面蛹的表达量最高的有OBP2,OBP19,OBP23,OBP26,OBP30在整个发育过程中表达谱未发生太大变化,OBP6幼虫阶段与成虫阶段表达谱持平,OBP28则是幼虫有表达峰值。在松墨天牛的发育过程当中,成虫阶段有着各种复杂的生命活动,而与之紧密相连的气味结合蛋白,大多数都在成虫开始出现高表达,幼虫阶段有些必须进行的活动,也会存在少许气味结合蛋白的高表达,而蛹阶段为羽化做准备,必不可少的需要一些气味结合蛋白的参与。由此,我们可以通过松墨天牛气味结合蛋白的表达谱推测某些气味结合蛋白跟哪个发育阶段的活动息息相关。  4.运用qPCR技术对松墨天牛OBP2和OBP6在不同组织中(触角,头部,下颚须,下腹末端,足部)的表达谱进行检测与分析。各组织间表达存在显著差异,OBP2在头部表达最高,触角和足部次之,下腹末端再次之,下颚须最低;OBP6在下腹末端跟下颚须最高,足部和头部次之,触角最低。不同于传统观点气味结合蛋白主要在触角中表达,而鉴于已有此类情况的报道,推测这两个气味结合蛋白除了嗅觉识别功能外,还有某些未知的功能或者是在其他化学感受中有作用。
其他文献
近些年来,波分复用技术(WDM)技术飞速发发展,极大了利用光纤的潜在带宽,使光纤通信系统系统也得到了飞跃式的发展。器件的分立组合方式已经无法满足光纤通信系统系统的要求。
期刊
期刊
随着IP业务的快速增长,IP和光的融合已成为下一代光网络发展的必然趋势。自动交换光网络(ASON)技术是光传输网络IP化和智能化发展的产物,它通过引入控制平面自动配置网络资源
期刊
期刊
期刊
进入21世纪以来,世界各国普遍认识到全球范围内日益增长的能源消耗已经严重影响到人类的生存环境,进而,减少温室效应、保护生态环境的迫切需求,已经将能源问题转变为全人类面
TJWORM是针对该市的信息发展开发的实时中文信息搜索引擎.开发工具是SUN JDK1.1.5,的台数据库为Oracle Enterprise Server 8.0.4,TJWORM是天津市信息交互网中文信息导航的重
期刊