为克隆家蚕Bombyx mori Piwi亚家族蛋白基因cDNA全长序列,分析其分子特征和表达模式,探究Piwi亚家族蛋白在家蚕中的生理功能,本研究利用已知物种的Piwi亚家族蛋白搜索家蚕基因组,预测获得家蚕Piwi亚家族蛋白基因siwi1和siwi2,采用RACE技术克隆siwi1和 siwi2的全长cDNA序列,利用ORFfinder、Gene-Explorer、InterPro等分析其分子特征;其次,利用已知的所有物种Piwi蛋白及其类似物Piwil构建系统发育树;最后,通过荧光定量PCR技术检测了 siwi1和siwi2在丝腺、马氏管、中肠、头部、卵巢和精巢以及不同发育时期(卵、1～5龄幼虫、蛹、成虫)的表达水平,结果显示,克隆获得了 siwi1 cDNA全长3 277 bp,包含部分5'UTR、完整的开放阅读框ORF和3'UTR,获得了 siwi2的部分序列,其中siwi1对应BmPiwi,siwi2对应BmAgo3.系统发育结果显示,家蚕Piwi亚家族蛋白与乳草长蝽Oncopeltus fasciatus、黑腹果蝇Drosophila melanogaster、橘小实蝇 Bactrocera dorsalis、优雅蝈螽 Gampsocleis gratiosa、斯氏按蚊 Anopheles stephensi、褐飞虱Nilaparvata lugens的PIWI蛋白以及东亚飞蝗Locusta migratoria的PIWI2和PIWI3蛋白亲缘关系最近,和三疣梭子蟹 Portunus trituberculatus 的 PIWI2 和 PIWI3 同为一支.家蚕 AGO3 蛋白与小菜蛾 Plutella xylostella 的 AGO3 亲缘关系最近,与西方玉米根虫Diabrotica virgifera virgifera、白蜡窄吉丁 Agrilus planipennis的AGO3及东亚飞蝗Locusta migratoria的PIWI1同属一支,与橘小实蝇Bactrocera dorsalis的AGO3同属一总支.组织表达结果表明BmPiwi在精巢表达水平显著高于其他组织,其次是卵巢及头部,而BmAgo3在头部表达水平显著高于其他组织.BmPiwi和BmAgo3在卵期表达量最高,但在初孵幼虫中表达量迅速下降,并在整个幼虫时期都维持低表达状态,直至蛹期开始表达量出现大幅回升,并维持高水平表达至成虫期.本研究发现BmPiwi和BmAgo3在家蚕中的表达具有明显的时空特异性,在生殖组织以及需要进行大量细胞活动的时期,家蚕Piwi亚家族蛋白基因的表达均发生了明显的变化,为进一步探测家蚕Piwi亚家族的生理功能提供了研究方向和理论基础.

家蚕;Piwi亚家族蛋白;分子克隆;进化分析;表达谱

刘飞玲;廖珍;洪喜雄;彭睿智;肖花美;李飞

宜春学院生命科学与资源环境学院,江西省作物生长发育调控重点实验室,江西宜春336000;浙江大学昆虫科学研究所,杭州310058;南京农业大学植物保护学院,南京210095

环境昆虫学报

[1]刘飞玲;廖珍;洪喜雄;彭睿智;肖花美;李飞-.家蚕Piwi亚家族基因的克隆、表达及进化分析)[J].环境昆虫学报,2022(04):838-849

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