中华蜜蜂NPC2基因家族克隆及表达模式分析

摘要：

[背景]作为我国本土重要的资源昆虫,中华蜜蜂(Apis cerana cerana,简称中蜂)对我国初冬季低温开花植物的传粉具有重要的生态价值,其传粉习性与嗅觉系统密切相关.前期对中蜂采集蜂高、低温处理后的触角转录组数据分析发现,与昆虫嗅觉相关的尼曼匹克C2 型蛋白(Niemann-Pick type C2 protein,NPC2)基因家族在低温时表达量上升.[目的]以中蜂NPC2 家族基因为研究对象,克隆并分析其结构特征和表达谱以及高、低温处理下表达量的差异,为深入研究中蜂NPC2基因家族在中蜂低温适应的嗅觉感受功能提供参考.[方法]基于中蜂高、低温转录组测序结果,利用RT-PCR 克隆获得中蜂NPC2 基因ORF序列,进行系统进化树分析和三维结构预测,然后通过实时荧光定量PCR分析中蜂NPC2 基因在不同发育时期、组织的时空表达谱,以及高、低温时的表达量变化.[结果]获得4 个中蜂NPC2 基因——AcNPC2a、AcNPC2b、AcNPC2c、AcNPC2d的ORF全长,分别为447、480、459 和465 bp,编码148、159、152 和154 个氨基酸,预测蛋白分子量为16.12-18.53 kD,等电点分别为7.98、7.57、6.56 和6.34.进化树分析显示AcNPC2 与意大利蜜蜂的NPC2 同源序列亲缘关系最近,与其他膜翅目昆虫NPC2 也有一定相似性.实时荧光定量PCR 结果显示,AcNPC2a 在新出房蜂的腹部表达量最高,其次是在哺育蜂的腹部以及幼虫期;AcNPC2b在新出房蜂的胸部表达最高,在采集蜂的头部、胸部和后足也有表达;AcNPC2c在哺育蜂和采集蜂的触角中呈高丰度表达;AcNPC2d在采集蜂的头部表达量最高.经低温处理后,4 个AcNPC2 基因在采集蜂触角中的表达量均有所上升,但差异不显著.[结论]AcNPC2 具有NPC2 蛋白的保守结构,其基因家族成员在中蜂的时空表达谱中呈现多样性,其中AcNPC2c在触角中呈高丰度表达,表明其与中蜂嗅觉感受功能关系密切.AcNPC2 基因家族在低温时采集蜂触角中表达量均有所上升,表明该基因家族有可能参与中蜂的低温适应性,或与初冬季访花行为有关.

关键词：中华蜜蜂、尼曼匹克C2型蛋白(NPC2)、基因克隆、时空表达谱

所属期刊栏目：55

分类号：Q78;Q5;S512.1

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;浙江省自然科学基金;科技部基础资源调查专项

在线出版日期：2022-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2461-2471