美国白蛾热激蛋白70基因的鉴定及功能分析

乔 恒, 李 慧, 耿薏舒, 赵旭东, 于晓航, 郝德君,*

(1.南京林业大学南方现代林业协同创新中心, 南京 210037; 2.南京林业大学林学院, 南京 210037)

美国白蛾Hyphantriacunea属鳞翅目(Lepidoptera)灯蛾科(Arctiidae)，是一种寄主范围广、繁殖力强、适生性强、危害严重的世界性检疫害虫(季荣等, 2003)。自1979年首次在我国辽宁省丹东地区发现以来，至2019年已经扩散至北京、天津、河北、内蒙古、辽宁、吉林、江苏、安徽、山东、湖北、河南、湖北、陕西共13个省(区、市)的近600个县级行政区(国家林业和草原局2020年第3号公告)，对我国的林木资源及相关产业造成了巨大的经济损失。

昆虫在长期外界温度胁迫下，进化出复杂而多样的行为、生理生化及分子机制去抵御外界不利的温度(Maetal., 2021)，其中热激蛋白(heat shock protein, HSP)在昆虫体内发挥着重要的作用。热激蛋白又称热休克蛋白，是一种物种间和进化上均高度保守的蛋白质(王宇萍和蒋建东, 2010)。当生物体遭遇极端温度、饥饿胁迫、氧化胁迫、重金属胁迫时，会优先转录该蛋白，引导其他蛋白质的正确折叠，帮助生物体抵御不良环境(Zhao and Jones, 2012)。关于热激蛋白的分类，不同的学者有不同的分类方式，但普遍采纳根据蛋白分子量大小将HSP分为以下5个家族：HSP110, HSP90, HSP70, HSP60和sHSP(Watersetal., 1996)。其中HSP70作为热激蛋白家族的重要组成部分，一直备受国内外关注。研究发现，热激蛋白70家族主要包括诱导型热激蛋白70(heat shock protein 70, HSP70)和组成型热激蛋白70(heat shock cognate protein 70, HSC70)两种类型(Simoncellietal., 2010)。HSP70序列由N端保守的ATPase功能域及C端的底物结合功能域构成(Flahertyetal., 1990)。N端的ATPase功能域可水解ATP，C端的底物结合功能域可与未折叠的多肽底物暴露在外的疏水区域特异性相结合(Kangetal., 1990; Nelsonetal., 1992)。……