棉蚜溶菌酶基因AgLYS的克隆与表达分析

[目的]克隆棉蚜Aphis gossypii Glover溶菌酶基因并进行原核表达,分析其在不同日龄和不同寄主植物上棉蚜体内的表达特征,为进一步研究溶菌酶的功能及其与棉蚜共生菌间的关系奠定基础.[方法]以无翅棉蚜成虫总RNA为模板,采用RT-PCR与RACE方法获得棉蚜溶菌酶基因的cDNA全长序列;将信号肽序列剪切后的棉蚜溶菌酶基因片段连接到原核表达载体pET-30a,并转化到大肠杆菌Eschericha coli中进行诱导表达;采用定量PCR方法测定该基因在不同日龄(1-19日龄)以及西葫芦、黄瓜和豇豆等不同寄主植物上棉蚜体内的相对表达量.[结果]克隆获得棉蚜溶菌酶基因,命名为AgLYS(GenBank登录号:KY575341),cDNA全长为680 bp,开放阅读框为516bp,编码172个氨基酸残基.AgLYS的N-末端含有长度为36个氨基酸残基的信号肽序列.系统发育分析表明,棉蚜溶菌酶属于i型溶菌酶,并且与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum i型溶菌酶基因的氨基酸序列一致性达90％.AgLYS可在大肠杆菌中诱导表达,表达蛋白分子量为20 kD左右.AgLYS在1-19日龄的棉蚜体内均有表达,但在1-9日龄棉蚜体内表达量较低,11日龄后的棉蚜体内表达量极显著升高(P＜0.01).同时,在西葫芦上饲养的棉蚜体内AgLYS的表达量极显著高于在黄瓜和豇豆上饲养的棉蚜体内的表达量(P＜0.01).[结论]从棉蚜中克隆获得了i型溶菌酶基因AgLYS,并在大肠杆菌中诱导表达.棉蚜AgLYS基因的表达量受蚜虫日龄及所取食寄主种类的影响,推测棉蚜i型溶菌酶AgLYS可能与棉蚜体内共生菌种群密度的调控相关.