Trehalose is the main blood sugar involved in energy metabolism in insects,and it is only be hydrolyzed by trehalase. Trehalase can regulate the energy metabolism in various physiological processes, such as growth and development, diapause, and flight behaviour etc. Bumblebee is a crucial pollinator in greenhouse for its easily mass rearing and pollination effectively, what roles does the trehalase play during its growth and development? The project will investigate the temporal and spatial expression of trehalase of Bombus hypocrita which is widely distributed and possesses good business prospects, and analysis the function of trehalase during the development of B. hypocrita. The project will be performed from three aspects:1)Identify the types of trehalase in B. hypocrita, and make clear the spatial and temporal expression of trehalase in B. hypocrita by assaying the enzyme activity and qRT-PCR.2)Obtain the whole gene cDNA sequence encoding trehalase by RACE, and predict the enzymatic properties by bioinformatics softwares. 3)Establish a RNAi method by feeding for bumblebee, and make clear the function of trehalase for B. hypocrtita. The aim of this project is to clarify the spatial and temporal expression of trehalase in B. hypocrita and determine the functions during its growth and development,and this may be benefit to the breeding and pollination of B. hypocrita.
海藻糖是昆虫体内重要的血糖,在能量代谢等方面具有重要作用。海藻糖酶是昆虫体内唯一能水解海藻糖的酶类,海藻糖酶活性的高低调节着昆虫各种生理活动的能量代谢,在昆虫生长发育、滞育和飞行等重要生理过程中具有极其重要的作用。熊蜂是设施农业优良而重要的传粉昆虫,海藻糖酶在熊蜂生长发育中有何重要功能?本项目以我国广泛分布且具有良好商业化发展前景的小峰熊蜂为研究对象,对熊蜂海藻糖酶及其在生长发育中的功能进行系统的研究。具体内容包括:明确小峰熊蜂体内海藻糖酶存在的类型,通过酶学测定与qRT-PCR方法明确其时空表达特性;采用RACE技术获得该基因全长,并利用生物信息学软件预测其酶学特性;构建饲喂法RNA干扰技术平台,并利用该技术研究海藻糖酶在小峰熊蜂生长发育中的功能。本项目旨在阐明小峰熊蜂海藻糖酶的时空表达特性,并明确小峰熊蜂海藻糖酶基因在其生长发育中的功能,为小峰熊蜂的繁育及授粉利用提供理论基础。
以小峰熊蜂Bombus hypocrita为材料,采用同源序列克隆和RACE技术克隆得到小峰熊蜂海藻糖酶基因,并进行了生物信息学分析;利用实时荧光定量PCR分析该基因在工蜂不同组织和不同发育阶段的表达特性;同时研究了该基因在逆境条件下的表达特性,主要研究结果如下:.1.从小峰熊蜂中克隆得到可溶型海藻糖酶基因(Soluble trehalase,Tre-1)和膜结合型海藻糖酶基因(Membrane-bound trehalase,Tre-2)基因。其中Tre-1全长3 129 bp,开放阅读框编码580个氨基酸,分子质量为67.16 kD,等电点为5.95,命名为BhTre-1;Tre-2片段长4 051 bp,开放阅读框编码662个氨基酸,分子量为76.81 kD,等电点为5.94,含两个跨膜区域,命名为BhTre-2。BhTre-1和BhTre-2推导的氨基酸序列具有1个信号肽,1个甘氨酸富集区,2个特色标签序列及5个N-糖基化位点,与地熊蜂和B. impatiens 的海藻糖酶相似性最高,与西方蜜蜂相似性次之。 .2.明确了小峰熊蜂两种海藻糖酶基因的时空表达特性 qRT-PCR结果显示两种Tre在小峰熊蜂各组织和发育时期都有表达,但不同基因在不同时期和不同组织中表达量不一样。BhTre-1在成年工蜂中肠的表达量最高,其次是马氏管,BhTre-2在工蜂卵巢中表达量最高,其次是中肠,其它各组织中BhTre-1和BhTre-2的表达量相对较低,表明BhTre在不同的组织其功能可能不同。成年工蜂的BhTre-1表达量高于幼虫和蛹,工蜂出房后随着龄期的增加表达量先升高后降低,在第15 d表达量最高;BhTre-2在幼虫的表达量明显高于蛹,工蜂出房后表达量先升高后降低,随后又升高,且在第30 d表达量达最大值,这些结果表明这两种海藻糖酶基因在小峰熊蜂不同发育时期功能有所不同,二者除了能水解海藻糖提供能量外,可能与小峰熊蜂的生物学行为,尤其是蜂群内部的社会分工密切相关。.3.明确两种海藻糖酶在不同逆境条件下具有不同的功能 构建了熊蜂体外饲喂法dsRNA干扰技术平台,并在研究中证实在高温条件下,小峰熊蜂主要依靠BhTre-1来调节体内海藻糖含量。同时,两种Tre也是饥饿条件下小峰熊蜂调节能量代谢的关键基因,二者共同维持小峰熊蜂体内海藻糖的平衡。
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数据更新时间:2023-05-31
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