中華按蚊氣味結(jié)合蛋白(OBP)家族的全基因組鑒定和特征分析.pdf

1、蚊蟲傳播多種疾病，其行為在很大程度上依賴于嗅覺系統(tǒng)，例如覓食、尋找配偶、選擇產(chǎn)卵場所等。蚊蟲的嗅覺器官主要為觸角和下顎須，其上分布著不同形態(tài)的嗅覺感受器。在嗅覺感受器內(nèi)部有很多種響應周圍氣味的分子，包括化學感受蛋白（Chemosensory proteins，CSPs）、嗅覺受體（Olfactory receptors，ORs）和氣味結(jié)合蛋白（Odorant binding proteins，OBPs）等，其中OBPs為嗅覺系統(tǒng)中的關鍵

2、因子之一。
　　在岡比亞按蚊、埃及伊蚊、致倦庫蚊和達氏按蚊等蚊蟲的基因組測序完成之后，采用生物信息學的方法已經(jīng)從全基因組的水平上鑒定出了大量的OBP基因。目前為止，對于中華按蚊全基因組OBP分析還未報道。本研究以中華按蚊為研究對象，從基因組和轉(zhuǎn)錄組水平對氣味結(jié)合蛋白進行了分析和研究。
　　主要結(jié)果如下:
　　1.在中華按蚊基因組數(shù)據(jù)庫中，有64個氣味結(jié)合蛋白(OBP)被鑒定。根據(jù)中華按蚊OBP與岡比亞按蚊OBP的相似性

3、，我們對中華按蚊的OBP進行了命名，名稱為AsOBP1-72。另外，在中華按蚊基因組中發(fā)現(xiàn)6個OBP基因具有2-6次重復。在中華按蚊基因組中，我們找到一個新的氣味結(jié)合蛋白命名為 OBP73。這些被鑒定的中華按蚊氣味結(jié)合蛋白OBP的分子量大約在12.27-52.2KDa之間，等電點的范圍4.37-8.18，信號肽位置一般在1-32個氨基酸長度之間。中華按蚊 OBP超家族基因被分為3個亞家族：Classic亞家族（37）、Atypical亞

4、家族（15）、Plus-c亞家族（12）。
　　2.中華按蚊64個氣味結(jié)合蛋白基因平均每個基因有1-5個外顯子，總共有85個內(nèi)含子。中華按蚊氣味結(jié)合蛋白基因的內(nèi)含子長度36 bp到1，967 bp之間，平均值為149.6 bp，中間值為79 bp。中華按蚊氣味結(jié)合蛋白基因的內(nèi)含子相位主要有以下三種類型：phase0，phase1和phase2。85個內(nèi)含子中大部分的內(nèi)含子都是0型的。
　　3.64個中華按蚊氣味結(jié)合蛋白全部集

5、中分布在中華按蚊的15條Scaffolds上。其中有43個氣味結(jié)合蛋白基因是成簇分布在7個Scaffolds上。這些成簇的基因總共被分為了10個集合（cluster），每個集合分布了2到8個基因。中華按蚊氣味結(jié)合蛋白的第9個集合包括了以下8個氣味結(jié)合蛋白基因（OBP23,OBP24,OBP25,OBP26,OBP27,OBP28,OBP63和OBP64）分布在 Scaffold5上，每個基因之間的平均間距為3.6KB。在岡比亞按蚊，致倦

6、庫蚊和埃及伊蚊中也同樣檢測到這樣的8個基因。暗示了這些基因的起源可能是單個基因通過一系列歷史性復制事件產(chǎn)生的。而這個復制事件可能是在按蚊，庫蚊和伊蚊發(fā)生分化之前。
　　4.從系統(tǒng)發(fā)生樹的結(jié)果中，我們可以看到中華按蚊氣味結(jié)合蛋白分別被分為三個亞家族 Classic，Atypical和Plus-C和岡比亞按蚊相對應。根據(jù)進化分析，岡比亞按蚊氣味結(jié)合蛋白（OBP70和 OBP71）被分類到Classic亞家族。隨后，在2013年這兩個氣

7、味結(jié)合蛋白被分類到Plus-C亞家族，而這個結(jié)果并不是構建系統(tǒng)發(fā)生樹而確立的，在這篇文章中 Obp59a這個（group）只包括了一個岡比亞按蚊氣味結(jié)合蛋白 OBP29。而我們的研究結(jié)果與前者相同，這兩個氣味結(jié)合蛋白（OBP70和OBP71）被分類到Obp59a這個group，得到系統(tǒng)發(fā)生樹的支持，自展值為77％。這兩個氣味結(jié)合蛋白都有6個保守的半胱氨酸殘基，符合Classic亞家族的模體。因此，我們確定這兩個氣味結(jié)合蛋白屬于 Clas