菜粉蝶Pain离子通道基因的克隆和功能研究

摘要

通过克隆十字花科蔬菜重要害虫菜青虫Pieris rapae瞬时感受器电位通道中的Painless(Pain)基因,实现它的体外功能性表达,为进一步研究其在鳞翅目昆虫中的生理功能提供重要依据。根据菜青虫的转录组数据,采用RT-PCR克隆菜青虫Pain基因得到完整开放阅读框;利用哺乳动物表达系统在体外表达菜青虫Pain离子通道。鉴定出菜青虫Pain基因是GenBank登录号为NW_019093434.1的序列。其完成开放阅读框由2850个核苷酸组成,编码949个氨基酸。预测蛋白分子量为108.3 kDa,理论等电点pI为5.37。预测该基因所编码蛋白序列有2个结构域,分别是包含8个锚蛋白重复序列的锚蛋白结构域和6个跨膜区的跨膜结构域。氨基酸序列比对结果显示菜青虫Pain和家蚕、帝王蝶、小菜蛾以及烟草天蛾Pain的序列相似度都高达70%以上,但与黑腹果蝇Pain的序列相似度仅有31%。进化分析结果显示菜青虫Pain离子通道和小菜蛾以及帝王蝶的Pain离子通道的亲缘关系最近。体外钙流检测结果表明,菜青虫Pain离子通道可被43℃缓冲液激活,这说明菜青虫Pain离子通道可以感受高温。