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羧酸酯酶(carboxylesterases, COEs)是一种聚合蛋白,是能够水解酯、硫酸酯和酰胺类的酶,是一种在动物、植物、昆虫和微生物等生物普遍存在的的多功能酶系。它在杀虫剂的解毒、激素的降解、神经发生的调配中起着重要的作用。另外,羧酸酯酶对昆虫的生殖发育有调控作用。在黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)中,有研究表明雄性附腺表达的羧酸酯酶家族成员 Esterase-6能在交配期间转移到雌性生殖道内,进而影响雌性果蝇的产卵及交配行为。先前研究者对家蚕的羧酸酯酶家族进行了鉴定,发现Bmbe2基因特异地在家蚕雄蛾附腺体内表达,而且与Esterase-6高度同源,这预示其对蚕蛾的交配行为可能有作用,但是仍未有相关研究证实Bmbe2的功能。 本研究克隆了家蚕Bmbe2基因,进行了表达谱分析,RNAi实验研究了其交配行为效应,主要结果如下: 1)Bmbe2基因的克隆及其序列分析 依据NCBI与家蚕基因组数据库,设计引物并克隆了Bmbe2基因。通过生物学信息分析可获知Bmbe2基因核苷酸序列长度为1843 bp,编码氨基酸570个。预测其蛋白质分子质量为66.4kD,等电点(PI)为5.42,含有1个N-糖基化位点,和41个磷酸化位点。经信号肽在线服务预测可获知Bmbe2,含有32个氨基酸的信号肽,因此这个蛋白可能为分泌蛋白。分析同源和序列相似性可获知:Bmbe2与 Hacarboxyl/cholineesterase可能为直系同源基因,氨基酸序列相似性为72%。另外Bmbe2是家蚕COEs家族β亚家族成员。 2)Bmbe2基因时空表达模式 Bmbe2基因在家蚕幼虫与成虫的触角、足、头部的下颚都有高表达,且Bmbe2在成虫雄蛾附腺中高表达,预示可能参与交配性行为的调节。 3)Bmbe2基因的功能初探 根据Bmbe2编码区设计3段扩增700bp的干扰引物,覆盖编码全部序列,根据RiboMAX TM Large scale system一T7试剂盒,合成并获得含有T7启动子的双链RNA,然后微注射家蚕雄性蛹腹部。通过实时荧光定量 RT-PCR分析,家蚕雄蛾的附腺内基因Bmbe2表达下调。由再交配实验,发现干扰后的雄蛾与雌蛾交配,雌蛾的产卵率显著下降,再交配时间显著降低,再交配的接受力得到增强。 综上所述,本研究在克隆了Bmbe2基因基础上,分析了基因序列及其表达特征,然后通过 RNA干扰及再交配实验,证实了Bmbe2经过交配转移,促进了雌蛾产卵率,以及降低了雌蛾接受再交配的接受力。