昆虫学报

作者：赵旭东,孙宇航,陈昌宇,田朔,陶蓉,郝德君

单位：1. 南京林业大学南方现代林业协同创新中心, 南京 210037; 2. 南京林业大学林学院, 南京210037

关键词：美国白蛾')">美国白蛾,丝氨酸蛋白酶')">丝氨酸蛋白酶,胰蛋白酶')">胰蛋白酶,序列分析')">序列分析,时空表达')">时空表达,寄主植物')">寄主植物

【目的】为探究美国白蛾Hyphantria cunea在寄主转换过程中的消化生理机制奠定基础。【方法】通过筛选美国白蛾cDNA文库，克隆美国白蛾丝氨酸蛋白酶基因。荧光定量PCR检测该基因在美国白蛾不同发育阶段的表达特性；半定量RT-PCR和荧光定量PCR分别检测该基因在美国白蛾5龄幼虫体内不同组织中的分布及表达特性；荧光定量PCR检测取食不同寄主植物(美洲黑杨Populus deltoides, 日本晚樱Cerasus serrulata var. lannesiana, 山樱花Cerasus serrulata, 喜树Camptotheca acuminata和法国梧桐Platanus orientalis)叶片后美国白蛾4龄幼虫中该基因的表达量。【结果】克隆获得美国白蛾丝氨酸蛋白酶基因HcSP1(GenBank登录号: MH663425)，开放阅读框长882 bp，编码293个氨基酸，预测分子量为30.5 kD，理论等电点预测为9.86。编码蛋白N末端疏水区包含15个氨基酸组成的信号肽；具有丝氨酸蛋白酶的典型特征，即氨基酸序列中具有组氨酸(His)、天门冬氨酸(Asp)以及丝氨酸(Ser)残基组成的酶活性催化中心三元件；具有明显的胰蛋白酶前体的特征，即具有信号肽、激活肽以及胰蛋白酶N末端保守的起始氨基酸序列(IVGG)。NCBI BLAST比对结果表明美国白蛾HcSP1与其他鳞翅目昆虫丝氨酸蛋白酶的氨基酸序列一致性在50%~70%之间。荧光定量PCR结果显示，HcSP1在美国白蛾幼虫不同发育阶段的相对表达量呈现动态的变化，并随着幼虫虫龄的增长呈现上升趋势。半定量RT-PCR及荧光定量PCR结果显示，HcSP1在美国白蛾5龄幼虫头部、唾液腺、中肠、脂肪体、表皮、马氏管和血淋巴等组织中均有表达且在幼虫中肠中表达量极高。与取食其他寄主植物叶片相比，美国白蛾取食喜树叶片后HcSP1的相对表达量明显升高，并显著高于取食其他寄主植物。【结论】本研究克隆获得美国白蛾丝氨酸蛋白酶基因HcSP1，检测了其在美国白蛾不同发育阶段、不同组织以及取食不同寄主植物叶片后的表达量，为探究美国白蛾在寄主转换过程中消化生理的机制奠定基础，也为美国白蛾的防治提供新的思路。

来源：2019年第2期

《昆虫学报》期刊编辑部

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