草地贪夜蛾半胱氨酸蛋白酶Sf-caspase-3基因克隆与表达分析

来源：环境昆虫学报杂志2020年第6期北京时间：

作者：舒本水，钟宏新，冯杰，洪一峰，林进添

单位：仲恺农业工程学院 广州市亚热带果树重大疫情控制重点实验室

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Spodoptera frugiperda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℃下0.4 mmol/L异丙基硫代半乳糖苷（IPTG）诱导重组菌株4 h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。

关键词：草地贪夜蛾,Sf-caspase-3,克隆,时空表达,原核表达,

基金资助：广东省重点领域研发计划项目（2020B020223004）；广东省教育厅创新团队项目（2017KCXTD018）；广州市亚热带果树重大疫情控制重点实验室项目（201805010008）