松墨天牛磷酸丙糖異構(gòu)酶基因的克隆及表達(dá)分析.pdf

1、松墨天牛，Monochamus alternatusHope(Coleoptera:Cerambycidae），是我國的重要林業(yè)害蟲，主要危害馬尾松（Pinus massoniana）等松屬植物，也是傳播毀滅性病害松材線蟲?。˙ursaphelench xylophilus）的媒介昆蟲。
　　磷酸丙糖異構(gòu)酶（Triosephosphate isomerase,TPI）是糖酵解酶的一種，廣泛存在于自然界生物體中。磷酸丙糖異構(gòu)酶參與機(jī)

2、體細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的葡萄糖分解代謝，催化二羥丙酮磷酸與3-磷酸甘油醛之間的可逆反應(yīng)，并且在糖酵解、糖原異生、脂肪酸合成和戊糖磷酸等包含三糖磷酸脂代謝的途徑中發(fā)揮著重要作用。本研究從松墨天牛cDNA文庫中篩選出含有5′端的TPI基因片段，通過 cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)（rapid amplification of cDNA ends，RACE）擴(kuò)增該基因的3′端，通過軟件進(jìn)行拼接得到磷酸丙糖異構(gòu)酶基因全長序列。
　　本研究獲得的松墨天牛磷酸

3、丙糖異構(gòu)酶基因全長為1450 bp，生物信息學(xué)軟件分析表明其開放閱讀框(ORF)為744 bp，編碼247個(gè)氨基酸，命名為MaTPI（GenBank登錄號(hào)：KX024698）。推測MaTPI分子量為26.71 kDa，等電點(diǎn)為5.07。MaTPI分子式為C1192H1892N320O363S6，屬于親水蛋白，不含有跨膜區(qū)域和信號(hào)肽，含有7個(gè)絲氨酸磷酸化位點(diǎn)和4個(gè)蘇氨酸磷酸化位點(diǎn)。對(duì)MaTPI蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)及三級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測，發(fā)現(xiàn)該蛋白以α螺

4、旋結(jié)構(gòu)和β折疊結(jié)構(gòu)居多。對(duì)該蛋白的結(jié)構(gòu)域進(jìn)行預(yù)測，發(fā)現(xiàn)MaTPI蛋白含有完整的磷酸丙糖異構(gòu)酶結(jié)構(gòu)域，這表明MaTPI編碼蛋白屬于TPI家族。同源序列比對(duì)顯示MaTPI與赤擬谷盜（Tribolium castaneum）、大黃粉蟲（Tenebrio molitor）有80％的最高同源性，與棉鈴蟲（Helicoverpa armigera）等12種昆蟲的同源性在70-73%之間，并含有 TPI活性功能位點(diǎn)序列——AYEPVWAIGTG。系統(tǒng)

5、發(fā)育樹顯示松墨天牛與赤擬谷盜和大黃粉蟲在同一分枝上，而與小火蟻（Wasmannia auropunctata）等昆蟲的遺傳距離較遠(yuǎn)。
　　熒光定量PCR分析顯示：MaTPI在成蟲的表達(dá)量高于蛹和幼蟲，三者表達(dá)量具有顯著性差異（P<0.05）；MaTPI在成蟲腹部的相對(duì)表達(dá)量顯著高于頭部、胸部、足、觸角和翅（P<0.05）；MaTPI在幼蟲各組織中的表達(dá)量是：脂肪體>體壁>血淋巴>中腸>馬氏管（P<0.05）。用11種農(nóng)藥處理松墨天