松墨天牛GSTs基因克隆及高温胁迫下的表达特性分析

作     者：李子纯 郝德君 李慧 李长燕 许丹雯仪 杨华磊 赵培渊 

作者机构：南京林业大学林草学院南方现代林业协同创新中心 

出 版 物：《南京林业大学学报(自然科学版)》 (Journal of Nanjing Forestry University(Natural Sciences Edition))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32201562) 江苏省自然科学基金项目(BK20220412) 江苏省大学生创新训练计划重点项目(202310298002Z) 

主　　题：松墨天牛 高温胁迫 氧化应激 谷胱甘肽S转移酶 分子生物学 生物信息学 

摘      要：【目的】克隆松墨天牛（Monochamus alternatus）谷胱甘肽S转移酶（glutathione-S-transferases， GSTs）基因，明确GSTs基因在松墨天牛响应高温胁迫中的功能，为探究亚热带地区松墨天牛的耐热分子机制提供了理论依据。【方法】利用分子生物学和生物信息学等方法克隆3条松墨天牛GSTs基因，结合DNAMAN 9.0、I-TASSER等软件分析松墨天牛GSTs基因的结构特征；利用qRT-PCR技术测定分析松墨天牛成虫和4龄幼虫在不同高温、不同处理时长后GSTs基因的相对表达量；通过纸盘扩散法验证3条松墨天牛GSTs基因在保护机体免受氧化应激中的作用。【结果】克隆了3条松墨天牛GSTs基因的cDNA序列，分别命名为MaltGSTe1、MaltGSTe2和MaltGSTt1。MaltGSTe1与MaltGSTe2均属于GSTs的Epsilon家族，MaltGSTt1属于GSTs的Theta家族。3条GSTs基因三维蛋白结构具有指示性结构特征，属于胞质型GSTs。松墨天牛4龄幼虫在高温胁迫下MaltGSTe1、MaltGSTe2和MaltGSTt1的相对表达量均出现显著变化，MaltGSTe2基因相对表达水平上调幅度最大；MaltGSTt1在松墨天牛雄虫体内相对表达量出现明显下调；异源表达3条GSTs基因蛋白的大肠杆菌表现出较强的抗氧化能力，其中，MaltGSTe2具有更强的抗氧化能力。【结论】本研究克隆获得3条松墨天牛GSTs基因，探究了高温胁迫下松墨天牛GSTs基因的表达特性，发现高温胁迫可诱导GSTs基因表达量上调；纸盘扩散分析结果表明异源表达GSTs基因蛋白具有抗氧化能力。推测GSTs基因通过保护机体免受氧化应激来参与松墨天牛幼虫的高温胁迫响应机制。