昆虫学报

作者：麦麦提艾力·阿卜杜纳斯尔,马纪,刘宁,王威,李梦鸽,古新蓉,王新,刘小宁

单位：1. 新疆大学生命科学与技术学院, 新疆生物资源基因工程重点实验室, 乌鲁木齐 830046; 2. 新疆农业科学院作物品种资源研究所, 乌鲁木齐 830091

关键词：棉铃虫')">棉铃虫,几丁质')">几丁质,Ⅳ型几丁质酶')">Ⅳ型几丁质酶,酶学性质')">酶学性质,基因表达分析')">基因表达分析

【目的】昆虫几丁质酶(chitinase, CHT)主要参与蜕皮、围食膜的降解和机体免疫防御等重要生理生长发育过程。本研究旨在对棉铃虫Helicoverpa armigera Ⅳ型(group)几丁质酶基因进行克隆和表达分析，为以该基因作为棉铃虫防控的分子靶标提供理论依据。【方法】采用RT-PCR和RACE技术从棉铃虫中肠中克隆Ⅳ型几丁质酶基因，分别运用DNAMAN和MEGA软件进行多序列比对和构建系统发育树。在大肠杆菌Escherichia coli(DE3)中诱导表达其体外重组蛋白，利用Western blot进一步验证；用Ni-NTA纯化柱纯化重组蛋白，之后研究该蛋白的酶学性质。qPCR分析该基因的在棉铃虫不同发育阶段和6龄幼虫不同组织中的表达谱。【结果】克隆获得棉铃虫几丁质酶基因HaCHT4(GenBank登录号: MH500771)，其cDNA长1 624 bp，ORF长1 527 bp，编码509个氨基酸，预测的分子量为55.2 kD。蛋白质序列的N末端具有信号肽，中间序列部分含有一个催化结构域(catalytic domain, CAD), C末端含有一个几丁质结合结构域(chitin binding domain, CBD)。多序列比对显示，HaCHT4具有几丁质酶的保守区域；系统发育分析表明，HaCHT4属于Ⅳ型几丁质酶。重组蛋白His-HaCHT4在大肠杆菌中成功表达。纯化的重组蛋白对胶体几丁质底物具有降解活性，最适温度和pH分别为50℃和7，动力学参数Km和Vmax值分别为1.76±0.35 mg/mL和0.0220±0.0012 μg/mL·s。qPCR分析表明，HaCHT4在1龄和2龄幼虫期的表达量显著高于其他幼虫龄期及预蛹期;主要在中肠和脂肪体中高度表达，体壁和头部中低表达。【结论】结果提示棉铃虫HaCHT4可能参与围食膜中几丁质降解过程。这些结果为深入研究HaCHT4的功能奠定了基础，并为害虫防治提供了有用的信息。

来源：2019年第2期

《昆虫学报》期刊编辑部

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