番石榴实蝇性别决定基因Bcotra和Bcotra-2的克隆、序列特征及表达分析

作者：刘桂清; 武强; 和丹阳; 张桂芬; 李建伟; 万方浩

来源：昆虫学报, 2015, 58(05): 516-525.

DOI：10.16380/j.kcxb.2015.05.006

• 番石榴实蝇
• 性别决定
• transformer
• transformer 2
• 性别特异剪接
• 表达谱

【目的】对番石榴实蝇Bactrocera correcta(Bezzi)性别决定基因transformer和transformer 2的c DNA和基因组DNA序列进行克隆和分析,明确这2个基因的结构特征及其在不同发育阶段和雌、雄成虫不同组织中的表达模式,为进一步的功能研究和番石榴实蝇遗传性别品系(genetic sexing strain,GSS)的建立奠定基础。【方法】利用PCR结合RACE技术克隆番石榴实蝇2个性别决定基因的c DNA全长和内含子序列,利用不同的生物信息学软件对序列进行结构预测、序列比对和进化树分析;利用半定量RT-PCR检测这2个基因在番石榴实蝇的不同发育阶段及雌、雄成虫不同组织(精巢、卵巢、中肠和脂肪体)中的表达分布。【结果】克隆得到番石榴实蝇transformer和transformer 2的c DNA全长序列,分别命名为Bcotra和Bcotra-2。Bcotra存在性别特异剪接,雌虫Bcotra的c DNA全长1 673 bp,其开放读码框(ORF)为1 242 bp,编码413个氨基酸(Gen Bank登录号为KP712876);雄虫Bcotra c DNA全长2 025 bp,比雌虫多2个外显子,但由于外显子上有多个终止密码子,因此,不能编码完整的有功能的Tra蛋白(Gen Bank登录号为KP712877)。Bcotra-2不存在性别特异剪接,c DNA全长1 458 bp,其开放读码框(ORF)为756bp,编码251个氨基酸,具有RNA结合蛋白的典型特征(Gen Bank登录号为KM658207)。Bcotra-2有8个外显子,7个内含子。氨基酸序列比对和系统进化关系表明,两个基因的系统发育关系一致,Tra-2与目前已报道的双翅目Tra-2具有很高的同源性,而Tra的保守性较Tra-2要低。半定量RT-PCR结果显示,Bcotra和Bcotra-2在番石榴实蝇的不同发育阶段及雌、雄成虫不同组织中都有表达。【结论】本研究明确了Bcotra和Bcotra-2的基因组DNA和c DNA结构特征,Bcotra和Bcotra-2在番石榴实蝇的不同发育阶段和成虫不同组织中均有表达,序列分析发现这两个性别决定基因均具有Tra/Tra-2结合位点、内含子剪接抑制序列位点,其中Bcotra具有RNA结合蛋白的结合位点,暗示了这2个基因可能通过翻译后相互作用调控雌、雄体性发育。Bcotra存在性别特异剪接,雌虫特有的一段963 bp的内含子序列可以用于番石榴实蝇遗传定性品系的载体构建。

• 单位
  青岛农业大学; 中国农业科学院植物保护研究所; 广东省昆虫研究所; 植物病虫害生物学国家重点实验室