菜粉蝶osiris基因家族鉴定与发育动态

发布时间：2019-10-14 10:42

【摘要】：osiris基因家族是昆虫特异性基因,迄今尚未在昆虫纲以外的物种中发现同源基因。本研究利用菜粉蝶转录组数据,鉴定了菜粉蝶16个osiris基因家族成员,分属11个亚家族。通过与菜粉蝶基因组比对,发现菜粉蝶osiris基因均为断裂基因,外显子数量为3-15个;通过结构域分析,发现菜粉蝶Osiris完整编码蛋白含有信号肽和一个未知功能结构域DUF1676,且多数Osiris蛋白含跨膜结构域。系统发育分析表明,osiris基因家族成员与其他昆虫种类相应成员更似直系同源,而非种内基因扩张,再次验证了osiris基因是在昆虫物种分化之前就已形成的多基因家族。发育转录组基因表达分析表明,osiris家族不同成员表达量在不同发育阶段趋势几乎完全一致,多在菜粉蝶1龄幼虫和5龄幼虫高表达,卵期、蛹期与成虫期低表达,预示着osiris基因家族不同成员转录调控机制的相似性与发育的相关性。
【图文】：

蛋白结构,预测分析,大红斑,黑腹果蝇

6期赵磊等:菜粉蝶osiris基因家族鉴定与发育动态表1菜粉蝶osiris基因基本属性Table1BasicalcharactersofPierisrapaeosirisgenefamily预测基因Predictdgene大小(aa)Size外显子Exon内含子(bp)Intron相似度(%)Identity最佳匹配Best_matchosiris21989＞204983.71玉带凤蝶Papiliopolytesosiris72624＞4176.26柑橘凤蝶Papilioxuthusosiris9A2394390181.33柑橘凤蝶Papilioxuthusosiris9B2364142675.11柑橘凤蝶Papilioxuthusosiris9C2434＞61468.72大红斑蝶Danausplexippusosiris9D2356＞291684.09玉带凤蝶Papiliopolytesosiris9E249355375.11大红斑蝶Danausplexippusosiris9F2484180077.63大红斑蝶Danausplexippusosiris103145＞86952.63柑橘凤蝶Papilioxuthusosiris1761314＞327542.98黑腹果蝇Drosophilamelanogasterosiris18267435684.01大红斑蝶Danausplexippusosiris19251419184.77家蚕Bombyxmoriosiris202918＞25477.38大红斑蝶Danausplexippusosiris221603＞242944.44黑腹果蝇Drosophilamelanogasterosiris233296547632.38黑腹果蝇Drosophilamelanogasterosiris2445210＞611142.09黑腹果蝇Drosophilamelanogaster2.2菜粉蝶Osiris蛋白结构域分析信号肽、DUF1676结构域与跨膜结构域是昆虫Osiris蛋白的三大重要特征。菜粉蝶Osiris家族蛋白中有15个含有信号肽，仅Osiris17不含信号肽，该特征与黑腹果蝇中的同源蛋白Osiris17一致(图1)。15个Osiris蛋白含有DUF1676结构域，且该结构域在不同成员之间较保守(图2)。Osiris22没有DUF1676结构域但它与黑腹果蝇同图1蛋白结构域预测分析Fig.1Analysisofproteinstructuredomain1321

多序列比对,结构域,家族,幼虫期

咳缤?所示。可以看出osiris基因不同发育阶段的表达模式趋向一致。如在卵期，3龄幼虫期和成虫期表达量都很低甚至不表达，峰值一般出现在1龄或5龄幼虫期。其中osiris9B、osiris20、osiris2、osiris19、osiris18和osiris9D在1龄和5龄幼虫期表达量都很高，，osiris9F、osiris9A、osiris9E、osiris9C、osiris7、osiris17、osiris22和osiris24在5龄幼虫期表达量最高。osiris基因在菜粉蝶不同生长时期表达量变化的相似趋势，提示osiris基因家族不同成员转录调控机制的相似性且可能与发育相关的，值得进一步深入挖掘其机制。图2Osiris家族DUF1676结构域多序列比对分析Fig.2MultiplesequencealignmentanalysisofDUF16761322
【作者单位】：东华大学化学化工与生物工程学院;
【基金】：国家自然科学基金(31171199) 东华大学“励志计划”(B201308)
【分类号】：S433.4

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