草地贪夜蛾半胱氨酸蛋白酶Sf-caspase-3基因克隆与表达分析

摘要

半胱氨酸蛋白酶(caspases)是细胞凋亡过程中重要的酶类,参与调控昆虫变态发育及响应外界压力等多种生理过程.本研究通过转录组数据及逆转录PCR鉴定并验证得到草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf-caspase-3基因编码区全长.该基因编码区长840 bp,编码279个氨基酸,预测蛋白分子量为31.43 kDa.氨基酸序列分析表明Sf-caspase-3具有保守的QACRG五肽序列,且与Lep-caspase-3高度保守.进化树分析表明Sf-caspase-3与甜菜夜蛾Spodoptera exigua Se-caspase-3亲缘关系最近.RT-qPCR检测结果表明Sf-caspase-3在草地贪夜蛾各个龄期均有表达,其中3～6龄幼虫期表达量最高,蛹期和卵期表达量最低.此外Sf-caspase-3在6龄幼虫中肠组织中表达量最高,而在表皮、脂肪体及马氏管中表达量极低.本研究成功构建Sf-caspase-3原核表达重组质粒,在28°C下0.4 mmol/L异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导重组菌株4h得到约50 kDa大小条带,与预期条带大小相符.蛋白可溶性分析表明Sf-caspase-3主要以不可溶的形式存在包涵体中.本研究为草地贪夜蛾Sf-caspase-3功能及鳞翅目昆虫细胞凋亡机制研究提供一定的理论依据.