温度胁迫下棉花粉蚧热激蛋白基因的表达分析

【目的】为了研究热激蛋白Hsp70，Hsp70-4和Hsp90在棉花粉蚧Phenacoccussolenopsis抵抗逆温中的作用。【方法】在测序棉花粉蚧转录组的基础上，分析了该虫热激蛋白Hsp70基因家族的2个序列［Pshsp70（GenBank登录号为KJ909505）和Pshsp70-4（GenBank登录号为KJ909506）］和Hsp90基因家族的1个序列，［Pshsp90(GenBank登录号为KJ909507)］，采用实时荧光定量PCR（RT-qPCR）检测了在不同温度（18和32℃恒温，37，39,41,43和45℃热激1h后26℃恢复1h)下棉花粉蚧不同发育阶段（2龄若虫、3龄若虫、雌成虫）3种热激蛋白基因的表达量。【结果】Pshsp70cDNA序列包含1923bp的开放阅读框，编码641个氨基酸，理论分子量和等电点分别为70.9kDa和5.65；Pshsp70-4cDNA序列包含1962bp的开放阅读框，编码654个氨基酸，理论分子量和等电点分别为71.8kDa和5.38；Pshsp90cDNA序列包含2172bp的开放阅读框，编码724个氨基酸，理论分子量和等电点分别为83.5kDa和4.93。Pshsp70和Pshsp70-4均含有Hsp70基因家族高度保守的基序，Pshsp70编码的氨基酸序列与烟粉虱Bemisiatabaci和家蚕Bombyxmori等昆虫的Hsp70的氨基酸序列一致性为85%；Pshsp70-4编码的氨基酸序列与白蜡蚧Ericeruspela和点蜂缘蝽Riptortuspedestris等昆虫的Hsp70的氨基酸序列一致性高达95%；Pshsp90也含有Hsp90基因家族高度保守的基序，Pshsp90编码的氨基酸序列与赤拟谷盗Triboliumcastaneum和东亚小花蝽Oriussauteri等昆虫的Hsp90的氨基酸序列一致性为87%。热激蛋白基因表达量分析结果表明，在18℃恒温条件下，粉蚧2龄若虫的3个PsHsps基因的mRNA相对表达量均比对照(26℃)低，在32℃恒温条件下，各龄期的Hsp70基因的相对表达量均显著高于对照。在37~45℃下热激1h并在26℃下恢复1h，棉花粉蚧3个龄期的3个热激蛋白PsHsps基因的相对表达量随温度的升高总体呈增加趋势，相关性分析表明，除Pshsp70-4在雌成虫中的表达量与热胁迫温度的相关系数为0.225外，各龄期中3个基因的表达量与温度的相关系数均大于0.6，显著相关；43℃和45℃胁迫下，各龄期的3个热激蛋白基因相对表达量均显著高于对照组（P<0.05）。【结论】棉花粉蚧热激蛋白基因的表达与温度呈正相关，在该虫应对高温中起着重要作用。