昆蟲OBP CSP和sid-1基因的預(yù)測及序列分析.pdf

1、傳統(tǒng)的基因克隆費(fèi)時費(fèi)力，而近年來，由于測序技術(shù)的日趨成熟及成本的大大下降，大量物種的序列表達(dá)標(biāo)簽(Ma et a1.，2009)已經(jīng)測序，從而為基因的發(fā)掘提供了一個很好的有用資源。昆蟲的氣味結(jié)合蛋白(odorant binding proteins， OBPs)和化學(xué)感受蛋白(chemosensory proteins， CSPs)在昆蟲的通訊方面發(fā)揮著重要的作用，研究OBP和CSP，有助于我們研究昆蟲與外界環(huán)境的相互作用及協(xié)同進(jìn)化關(guān)系

2、；而sid-1(systemicRNA interference defective)基因在系統(tǒng)性RNAi通路中發(fā)揮重要作用，探索sid-1基因在昆蟲中的分布情況和進(jìn)化規(guī)律，有助于我們了解哪些昆蟲可以發(fā)生系統(tǒng)性RNAi，進(jìn)而有助于將RNAi技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的農(nóng)業(yè)害蟲防治中。
　　 本文建立了從EST序列中預(yù)測OBP、CSP和sid-1基因的生物信息學(xué)流程，從來自8個目54個昆蟲物種752,841 ESTs數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了142個OBP

3、，177個CSP，其中117個OBP，129個CSP是尚未報道的新基因，在發(fā)現(xiàn)的新基因中88個OBP，123個CSP是全長序列。進(jìn)一步收集了850個OBP和237個CSP序列，進(jìn)行了motif、 C-pattem結(jié)構(gòu)特性和進(jìn)化分析。除了雙翅目昆蟲還有一個C-plus OBP亞類外其它各個目昆蟲的OBP整體上沒有什么大的不同，C-plus這一亞類OBP含有8個保守的半胱氨酸C。在所有昆蟲OBP中，典型的C-Pattern是第2和第3個保守

4、C之間有固定的3個氨基酸殘基，大多數(shù)昆蟲OBP中第5和第6個保守C之間有8個氨基酸殘基，而其它保守C之間的氨基酸個數(shù)都有不同程度的變化。在大多數(shù)昆蟲中，第4和第5個C的變異程度是最大的，而在膜翅目昆蟲中第1和第2個C之間的變化時最大，變異系數(shù)是11.66。幾個昆蟲目相比較而言，雙翅目昆蟲OBP的變化最大。相對于OBP來說，CSP的C-Pattern更保守一些。在GOBP和PBP進(jìn)化樹中，這兩個亞家族主要以目聚類到了一起，表明這些基因大部

5、分是在目分化之后出現(xiàn)的。而在CSP中的情況有些不同，雖然鱗翅目昆蟲的CSP都在一個獨(dú)立的分支上，有些目的昆蟲和其它目的昆蟲處在同一個分支上，表明有些CSP基因相對古老，而有些基因是在昆蟲目進(jìn)化之后分化而來的。
　　 在sid-1基因的預(yù)測方面，在18個物種中發(fā)現(xiàn)了42條非冗余的sid-1基因同源序列，其中16個物種首次發(fā)現(xiàn)。通過對sid-1基因的進(jìn)化分析，發(fā)現(xiàn)不同生物體內(nèi)sid-1的序列相似性與生物的親緣關(guān)系和進(jìn)化地位明顯相關(guān)，

6、表明該基因的起源較早。在雙翅目昆蟲中至今沒有發(fā)現(xiàn)sid-1基因，推斷雙翅目昆蟲在進(jìn)化過程中可能丟失了sid-1基因。對sid-1基因的結(jié)構(gòu)統(tǒng)計分析，顯示脊椎動物的sid-1基因普遍比無脊椎動物長，外顯子數(shù)目也更多。脊椎動物的外顯子數(shù)目在21～33之間，而無脊椎動物的外顯子數(shù)目在7～19之間。分析認(rèn)為，脊椎動物sid-1基因在進(jìn)化中外顯子數(shù)目增多，長度增長，表明其表達(dá)或功能趨向于復(fù)雜化。
　　 sid-2是線蟲發(fā)生環(huán)境RNAi現(xiàn)象