中国农学通报 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (6): 107-115.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0673
所属专题: 生物技术
收稿日期:2021-07-09
									
				
											修回日期:2021-09-15
									
				
									
				
											出版日期:2022-02-25
									
				
											发布日期:2022-03-16
									
			通讯作者:
					杨琼
							作者简介:肖阳,女,1982年出生,湖南长沙人,副研究员,硕士研究生,主要从事家蚕育种与分子机理研究。通信地址:510610 广东省广州市天河区东莞庄一横路蚕业所,Tel:020-89282649,E-mail: 基金资助:
        
               		XIAO Yang(
), LI Qingrong, XING Dongxu, YANG Qiong(
)
			  
			
			
			
                
        
    
Received:2021-07-09
									
				
											Revised:2021-09-15
									
				
									
				
											Online:2022-02-25
									
				
											Published:2022-03-16
									
			Contact:
					YANG Qiong  			     					     	
							摘要:
通过探讨高温胁迫对家蚕化学感受蛋白基因表达水平的影响,为家蚕高温耐受机理的阐明及耐高温品种选育奠定基础,本实验对BmCSPs基因序列进行聚类分析,并通过荧光定量PCR方法对高温胁迫不同时间后BmCSPs在中肠和脂肪体内的表达情况进行检测。实验结果表明,16个BmCSPs基因依据序列相似性主要聚为2个大类,其中BmCSP15在中肠、脂肪体中受高温胁迫的大部分时间点均出现表达上调,而BmCSP7、BmCSP9和BmCSP14在这两个组织中均出现表达下调,推测BmCSP15与家蚕对高温的耐受性密切相关,BmCSP7、BmCSP9和BmCSP14与高温敏感性相关,基因表达量检测结果与基因序列的聚类结果大致吻合。由此可见,在家蚕受高温胁迫前后BmCSPs基因发生了转录水平的变化,其参与家蚕对高温胁迫的应答,筛选出的差异表达基因可作为家蚕高温响应的候选基因。
中图分类号:
肖阳, 李庆荣, 邢东旭, 杨琼. 高温胁迫对化学感受蛋白在家蚕中肠与脂肪体中基因表达的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(6): 107-115.
XIAO Yang, LI Qingrong, XING Dongxu, YANG Qiong. Effects of High Temperature Stress on Gene Expression of Chemosensory Protein in Midgut and Fat Body of Bombyx mori[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2022, 38(6): 107-115.
| 基因及登录号 | 引物序列(5’-3’) | 扩增产物大小/bp | 
|---|---|---|
| BmCSP1(BGIBMGA004045) | F:TGTACTCGTGGCCGTACTTG  R:AGTTCCTTCCCTTCGGGAGT  |  150 | 
| BmCSP2(BGIBMGA004067) | F:AAAAGTCGATTGCCAAGGCG  R:TTGGTTCCAGCTTTCCGGTT  |  158 | 
| BmCSP3(NM_001043598.2) | F:CCCCTGACGCTAAGGAGTTG  R:TTCGGGGTCGTATTTAGCGG  |  164 | 
| BmCSP4(NM_001043587.2) | F:GCGAGAAATGCACTGAAGCC  R:TAGCGCGGTCTTCGTACTTC  |  144 | 
| BmCSP5(NM_001043597.1) | F:GAAAAGGGCCAATGTACCGC  R:ATTTGGCCTTCAGCTCCTCC  |  169 | 
| BmCSP6(NM_001043935.2) | F:TGTCTTGCCGCTGATCTCTC  R:GCAGTTGGTTGCAATGGTGT  |  168 | 
| BmCSP7(NM_001043603.1) | F:TCCTGAAGCTGTGGCAGAAG  R:AAGAATTAGCGACGGCGGAT  |  176 | 
| BmCSP8(BGIBMGA004040) | F:TATCGGTCGTTGTTTGCCGA  R:AATTCTGTTCCTTCGGCGGT  |  151 | 
| BmCSP9(BGIBMGA004035) | F:TCATCGCTCTGGCTGTAGTG  R:AGCTGTGCACTTTCCCTTGT  |  155 | 
| BmCSP10(NM_001043599.1) | F:GATCCTCGAGTCCAACCGAC  R:TTGTCAGCTCCCGACTTCTG  |  159 | 
| BmCSP11(BGIBMGA004044) | F:AAGGACCGTGTACCCCAGAT  R:CTTCGGGATGGCGTTCGATA  |  141 | 
| BmCSP12(BGIBMGA004047) | F:AATCGTCCCGGTGCTCAAAT  R:GGGGTGCATGGGTTTTTGTC  |  147 | 
| BmCSP13(NM_001043715.2) | F:GCCGTACTGGCTCAAGACAA  R:TCGCACAATGGGTCTCCAAA  |  181 | 
| BmCSP14(NM_001043727.2) | F:GCAGCAGAGCTATCCCAGAA | 180 | 
| R:TTATTAGAGCACCGCGCACA | ||
| BmCSP15(NM_001098311.1 ) | F:TTTGGTACAGAACCCGAGGC  R:TCTTCCTGGCGAATCGCTTT  |  161 | 
| BmCSP16(BGIBMGA001469) | F:CCAGGTCACAGACACAGCTT  R:TGAGCATTGAGGACAAGCCC  |  160 | 
| sw22934(DQ443290) | F:TCCAAAAATGGGCCATCGAA  R:TGCTGGATTGCAGAAGGTTT  |  179 | 
| 基因及登录号 | 引物序列(5’-3’) | 扩增产物大小/bp | 
|---|---|---|
| BmCSP1(BGIBMGA004045) | F:TGTACTCGTGGCCGTACTTG  R:AGTTCCTTCCCTTCGGGAGT  |  150 | 
| BmCSP2(BGIBMGA004067) | F:AAAAGTCGATTGCCAAGGCG  R:TTGGTTCCAGCTTTCCGGTT  |  158 | 
| BmCSP3(NM_001043598.2) | F:CCCCTGACGCTAAGGAGTTG  R:TTCGGGGTCGTATTTAGCGG  |  164 | 
| BmCSP4(NM_001043587.2) | F:GCGAGAAATGCACTGAAGCC  R:TAGCGCGGTCTTCGTACTTC  |  144 | 
| BmCSP5(NM_001043597.1) | F:GAAAAGGGCCAATGTACCGC  R:ATTTGGCCTTCAGCTCCTCC  |  169 | 
| BmCSP6(NM_001043935.2) | F:TGTCTTGCCGCTGATCTCTC  R:GCAGTTGGTTGCAATGGTGT  |  168 | 
| BmCSP7(NM_001043603.1) | F:TCCTGAAGCTGTGGCAGAAG  R:AAGAATTAGCGACGGCGGAT  |  176 | 
| BmCSP8(BGIBMGA004040) | F:TATCGGTCGTTGTTTGCCGA  R:AATTCTGTTCCTTCGGCGGT  |  151 | 
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| BmCSP10(NM_001043599.1) | F:GATCCTCGAGTCCAACCGAC  R:TTGTCAGCTCCCGACTTCTG  |  159 | 
| BmCSP11(BGIBMGA004044) | F:AAGGACCGTGTACCCCAGAT  R:CTTCGGGATGGCGTTCGATA  |  141 | 
| BmCSP12(BGIBMGA004047) | F:AATCGTCCCGGTGCTCAAAT  R:GGGGTGCATGGGTTTTTGTC  |  147 | 
| BmCSP13(NM_001043715.2) | F:GCCGTACTGGCTCAAGACAA  R:TCGCACAATGGGTCTCCAAA  |  181 | 
| BmCSP14(NM_001043727.2) | F:GCAGCAGAGCTATCCCAGAA | 180 | 
| R:TTATTAGAGCACCGCGCACA | ||
| BmCSP15(NM_001098311.1 ) | F:TTTGGTACAGAACCCGAGGC  R:TCTTCCTGGCGAATCGCTTT  |  161 | 
| BmCSP16(BGIBMGA001469) | F:CCAGGTCACAGACACAGCTT  R:TGAGCATTGAGGACAAGCCC  |  160 | 
| sw22934(DQ443290) | F:TCCAAAAATGGGCCATCGAA  R:TGCTGGATTGCAGAAGGTTT  |  179 | 
| [1] |  
											  SALIN C, VERNON P, VANNIER G. Effects of temperature and humidity on transpiration in adults of the lesser mealworm,Alphitobius diaperinus (Coleop tera: Tenebrionidae)[J]. Journal of insect physiology, 1999, 45(10):907-914. 
											 												 doi: 10.1016/S0022-1910(99)00067-0 URL  | 
										
| [2] | HALLMAN G J, DENLINGER D L. Temperature sensitivity in insects and application in integrated pest management[M]. CRC press, 2019. | 
| [3] | 李庆荣, 肖阳, 吴福泉, 等. 高温多湿冲击对不同抗性家蚕品种中肠上皮细胞超微结构的影响[J]. 蚕业科学, 2013, 39(5):946-950. | 
| [4] | 魏淑花, 吴秀芝, 王颖, 等. 白纹雏蝗抗寒特性和高温耐受力及其机制[J]. 植物保护学报, 2021, 48(1):172-178. | 
| [5] | OH S Y, KIM Y T. Temperature-sensitive paralytic behavior of shibire is altered in cAMP defective mutations of Drosophila[J]. Korean journal of genetics, 2003, 25(2):147-153. | 
| [6] |  
											  FABRICE S, JEAN-FRANCOIS F. Temperature affects the ontogeny of sexually dimorphic cuticular hydrocarbons in Drosophila melanogaster[J]. The journal of experimental biology, 2002, 205:3241-3429. 
											 												 doi: 10.1242/jeb.205.20.3241 URL  | 
										
| [7] | 张亚南, 樊建庭, 杨林, 等. 35℃下烟青虫夏滞育率、蛹重及代谢速率的变化[J]. 应用昆虫学报, 2014, 51(5):1274-1279. | 
| [8] | CHRISTOPHE S, DAVID R, GUY V, et al. Critical thermal maximum and water loss in developmental stages of the lesser mealworm Alphitobius diaperinus[J]. Acta zoologica sinica, 2006, 52(1):79-86. | 
| [9] |  
											  IWONA W. Temperature stress and insect immunity[J]. Journal of thermal biology, 2017, 68:96-103. 
											 												 doi: 10.1016/j.jtherbio.2016.12.002 URL  | 
										
| [10] | 杨伟克, 唐芬芬, 刘增虎, 等. 高温和低温条件下琥珀蚕血淋巴SOD及CAT活性的变化[J]. 江苏农业科学, 2017, 45(1):153-155. | 
| [11] | 吴福泉, 陈列辉, 刘新涛, 等. 家蚕新品种粤蚕8号(越·春5×航诱7·研7)的育成[J]. 蚕业科学, 2009, 35(4):877-880. | 
| [12] |  
											  NING X, XUN B, YAN Y L, et al. Molecular evidence of RNA editing in Bombyx chemosensory protein family[J]. PLOS one, 2014, 9(2):e86932. 
											 												 doi: 10.1371/journal.pone.0086932 URL  | 
										
| [13] | 徐世才, 孙勇, 刘伟燕, 等. 桃小食心虫触角气味结合蛋白和化学感受蛋白基因的鉴定与进化分析[J/OL]. 基因组学与应用生物学:1-17. http://kns.cnki.net/kcms/detail/45.1369.Q.20210421.1221.002.html . | 
| [14] | MCKENNA M P, HEKMAT-SCAFE D S, GAINES P, et al. Putative Drosophila pheromone-binding proteins expressed in a subregion of the olfactory system[J]. Jounal of biological chemistry, 1994, 269(23):16340-16347. | 
| [15] |  
											  PIKIELNY C W, HASAN G, ROUYER F, et al. Members of a family of Drosophila putative odorant-binding proteins are expressed in different subsets of olfactory hairs[J]. Neuron, 1994, 12(1):35-49. 
											 												 doi: 10.1016/0896-6273(94)90150-3 URL  | 
										
| [16] | 徐浩智, 游银伟, 张龙. 昆虫化学感受蛋白及其功能研究进展[J]. 农业生物技术学报, 2015, 23(1):118-125. | 
| [17] | LI M Y, JIANG X Y, LIU X Y, et al. Genome-wide analysis of chemosensory protein genes in the small white butterfly Pieris rapae (Lepidoptera: Pieridae) [J]. Journal of Asia-Pacific Entomology, 2020(23):772-780. | 
| [18] | QIAO H L, DENG P Y, LI D D, et al. Expression analysis and binding experiments of chemosensory proteins indicate multiple roles in bombyx mori[J]. Journal of insect physiology, 2013(59):667-675. | 
| [19] |  
											  SABATIER L, JOUANGUY E, DOSTERT C, et al. Pherokine-2 and -3,two Drosophila molecules related to pheromone/odor-binding proteins induced by viral and bacterial infection[J]. European journal of biochemistry, 2003, 270(16) : 3398-3407. 
											 												 doi: 10.1046/j.1432-1033.2003.03725.x URL  | 
										
| [20] |  
											  GUO Z, CHENG Z Y, HUANG F, et al. Microarray analysis of global gene regulation in the Cry1Ab-resistant and Cry1Ab-susceptible strains of Diatraea saccharalis[J]. Pest manag science, 2012, 68(5) :718-730. 
											 												 doi: 10.1002/ps.v68.5 URL  | 
										
| [21] |  
											  GONG D P, ZHANG H J, ZHAO P, et al. Identification and expression pattern of the chemosensory protein gene family in the silkworm,Bombyx mori[J]. Insect biochemistry and molecular biology, 2007, 37:266-277. 
											 												 doi: 10.1016/j.ibmb.2006.11.012 URL  | 
										
| [22] | 邓培渊, 李玉华, 袁丹丹, 等. 家蚕化学感受蛋BmCSP8表达谱及多克隆抗体制备[J]. 中国农学通报, 2014, 30(19):298-303. | 
| [23] |  
											  LI Q R, XIAO Y, WU F Q, et al. Analysis of midgut gene expression profiles from different silkworm varieties after exposure to high temperature[J]. Gene, 2014, 549(1):85-96. 
											 												 doi: 10.1016/j.gene.2014.07.050 URL  | 
										
| [24] | 李庆荣, 肖阳, 叶明强, 等. 高温高湿胁迫下家蚕不同耐受性品种的中肠组织数字基因表达谱分析[J]. 蚕业科学, 2015, 41(4):620-628. | 
| [25] | 李庆荣, 肖阳, 邢东旭, 等. 化学感受蛋白家族基因在家蚕5龄幼虫表皮中的表达分析[J]. 蚕业科学, 2017, 43(1):39-44. | 
| [26] |  
											  LIVAK K J, SCHMITTGEN T D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2-ΔΔCt method[J]. Methods, 2001, 25(4):402-408. 
											 												 doi: 10.1006/meth.2001.1262 URL  | 
										
| [27] | 丁岩钦. 昆虫数学生态学[M]. 北京: 科学出版社, 1994: 318. | 
| [28] | 孙雪华, 夏江宝, 吴玉新, 等. 低温对美国白蛾越冬蛹的影响研究[J]. 应用昆虫学报, 2012, 49(5):1263-1267. | 
| [29] | 鲍晓文. 补充营养和短期高温对梨小食心虫生殖及成虫寿命的影响[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2010. | 
| [30] |  
											  LI J X, MAO T T, WANG H, et al. The CncC/keap1 pathway is activated in high temperature-induced metamorphosis and mediates the expression of Cyp450 genes in silkworm, Bombyx mori[J]. Biochemical and biophysical research communications, 2019, 514:1045-1050. 
											 												 doi: 10.1016/j.bbrc.2019.05.052 URL  | 
										
| [31] | 王晓云, 李双宇, 姚磊, 等. 大豆蚜Aghsp75基因对吡虫啉及温度胁迫的应激表达[J]. 中国生物防治学报, 2020, 36(6):913-919. | 
| [32] | 姚梦霜, 孟建玉, 杨昌利, 等. 草地贪夜蛾热激蛋白Hsc70基因克隆、表达谱及对不同环境胁迫的响应[J]. 植物保护学报, 2020, 47(4):797-806. | 
| [33] |  
											  MIAO Z Q, TU Y Q, GUO P Y, et al. Antioxidant enzymes and heat shock protein genes from Liposcelis bostrychophila are involved in stress defense upon heat shock[J]. Insects, 2020, 11,839.doi: 10.3390/insects11120839. 
											 												 doi: 10.3390/insects11120839 URL  | 
										
| [34] | 张虹. 高温胁迫下莲草直胸跳甲的代谢响应机制[D]. 北京:中国农业科学院, 2019. | 
| [35] |  
											  WANG Y C, CHANG Y W, BAI J, et al. High temperature stress induces expression of CYP450 genes and contributes to insecticide tolerance in Liriomyza trifolii[J]. Pesticide biochemistry and physiology, 2021, 174:104826. 
											 												 doi: 10.1016/j.pestbp.2021.104826 URL  | 
										
| [36] | 鲍忠赞, 张彩霞, 徐世清, 等. 应用基因表达系列分析(SAGE)技术研究高温处理前后家蚕的基因表达差异[J]. 蚕业科学, 2012, 38(3):456-467. | 
| [1] | 梅瑜, 王继华, 蔡时可. 金线莲应答高温胁迫的转录组学特征分析[J]. 中国农学通报, 2023, 39(3): 97-103. | 
| [2] | 肖阳, 李庆荣, 邢东旭, 杨琼. 高温胁迫对耐受性不同的家蚕品种幼虫抗氧化酶活与基因表达的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(35): 111-118. | 
| [3] | 姚琼, 全林发, 徐淑, 董易之, 李文景, 池艳艳, 陈炳旭. 粗胫翠尺蛾视蛋白基因的克隆及灯光对其表达量的影响[J]. 中国农学通报, 2022, 38(16): 103-109. | 
| [4] | 方学良, 付铭, 陈正, 白云秀, 何莹, 曾汉来. 5-氮杂胞苷调节植物基因表达研究进展与应用展望[J]. 中国农学通报, 2022, 38(13): 30-35. | 
| [5] | 金龙飞, 尹欣幸, 冯美利, 周丽霞, 曹红星. 油棕硼转运通道蛋白基因NIP5的克隆及其在缺硼下的表达分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(9): 22-27. | 
| [6] | 宋磊, 次仁央金, 王小强, 何燕. 小麦对高温胁迫的响应机制研究进展[J]. 中国农学通报, 2021, 37(36): 6-12. | 
| [7] | 关思静, 高静, 徐蓉蓉, 葛甜甜, 王楠, 颜永刚, 张岗, 陈莹, 刘阿萍, 程萌格. 甘草生长素反应因子(ARF)基因家族的鉴定及表达分析[J]. 中国农学通报, 2021, 37(29): 20-27. | 
| [8] | 李荣田, 于晓晨, 孔梦莹, 刘长华. 转基因抗虫水稻‘HD2’不同生长发育阶段cry2A*基因表达量[J]. 中国农学通报, 2021, 37(23): 15-22. | 
| [9] | 李冠嵘, 何好, 朱国庆, 陈诗雅, 徐阳, 金淑梅. RNA-seq揭示碱性盐(NaHCO3)对细叶百合鳞茎基因表达的影响[J]. 中国农学通报, 2021, 37(12): 64-71. | 
| [10] | 吴婧婧, 周晓玲, 董桂清, 陆春霞, 梁贵秋, 陈枝, 陆飞, 毛洪斌, 石韡韬. 3种不同广西家蚕品种幼虫培养蚕虫草的对比分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(8): 105-110. | 
| [11] | 时丕彪, 王军, 费月跃, 洪立洲, 王伟义, 吕远大, 顾闽峰. 盐胁迫对不同藜麦品种幼苗生长及CqNHX1基因表达的影响[J]. 中国农学通报, 2020, 36(33): 19-24. | 
| [12] | 陈丽, 谷会, 贾志伟, 洪克前. 菠萝Dof转录因子在己醛延缓果实黑心病发生中表达分析[J]. 中国农学通报, 2020, 36(15): 115-122. | 
| [13] | 杨伟克,唐芬芬,刘增虎,钟健,董占鹏. 喂食细菌对家蚕血淋巴酚氧化酶活性及其基因表达的影响[J]. 中国农学通报, 2019, 35(5): 160-164. | 
| [14] | 魏博帆,王景娅,孙妍妍,王露,李晓哲,邱礽,乔惠丽. 家蚕化学感受蛋白CSP9的抗体制备及表达分析[J]. 中国农学通报, 2019, 35(34): 44-49. | 
| [15] | 刘晓婷,郭九峰. 低温对蒙古口蘑菌丝体漆酶活性及其基因家族表达的影响[J]. 中国农学通报, 2019, 35(3): 40-46. | 
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