食虫沟瘤蛛钠离子通道基因cDNA的克隆和序列分析

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拟除虫菊酯因其高效、对人畜毒性低和对环境污染小等优点,已在国内外得到广泛的应用。遗憾的是昆虫对此类杀虫剂极易产生抗性。由钠通道靶标部位的敏感度降低而引起对 DDT 和拟除虫菊酯的抗性称为击倒抗性或击倒型抗性(knockdown resistance,kdr)。 钠通道α亚基蛋白约由1800~2500个氨基酸残基组成,它们具有共同的结构特征,都含4个大的同源结构域(Ⅰ~Ⅳ),每个结构域有6个疏水性跨膜螺旋体(S1~S6),以及一个S5~S6之间保守序列元件,后者形成离子孔道。 在昆虫中目前已克隆并测序的钠通道基因有黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)中的DSC1 和 para 基因、家蝇(Musca domestica)中的Ysscl和烟芽夜蛾(Heliothis virescens)中的 hscp。其中最先鉴定出来,并且最为重要的是黑腹果蝇中的DSC1和para基因。自1996年发现家蝇 kdr 抗性与para型钠通道基因(Vssc1)的突变有关后,至今已在其他13种昆虫的para直向同源钠通道基因序列中作了鉴定,共发现了20个突变。但有关蜘蛛钠离子通道基因及其与击倒抗性之间关系的研究报道极少。 本研究通过RT-PCR技术首次克隆得到食虫沟瘤蛛(Ummeliata insecticeps)钠离子通道基因的两个cDNA片段,片段长度分别为903 bp和840bp,分别编码301和280个氨基酸残基。同源性分析表明,氨基酸序列 a 与来自微小牛蜱(Boophilus microplus),东亚钳蝎(Mesobuthus martensii)、大蜂螨(Varroa destructor)、德国小蠊(Blattella germanica)、家蝇、黑腹果蝇的 para 型钠离子通道序列有较高的同源性;氨基酸序列 b 与冈比亚疟蚊(Anopheles gambiae)钠离子通道基因、果蝇钠离子通道蛋白60ECG9071-RB的转录剪接体B(NaCP60E)mRNA、德国小蠊假定的BSC1钠离子通道蛋白mRNA有较高的的同源性,证明所克隆到的两个cDNA片段分别是食虫沟瘤蛛两个钠离子通道基因的一部分。 片段a是para型钠离子通道ⅢS6~ⅣS5区域的cDNA序列,以其序列为基础设计引物,通过3’-RACE获得了食虫沟瘤蛛para型钠离子通道ⅣS4~C末端cDNA序列,拼接起来得ⅢS6~C末端cDNA序列;片段 b 是DSC1型钠离子通道基因的cDNA片段。 综上所述,本研究克隆了食虫沟瘤蛛para型钠离子通道基因ⅢS6~C末端cDNA序列,以及DSC1型钠离子通道基因的cDNA片段。研究结果将为克隆蜘蛛钠离子通道基因的cDNA全序列及研究钠离子通道基因变异与击倒抗性之间的关系奠定基础。
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