Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Xác định và phân tích các gen protein gắn mùi từ nhện sói Pardosa pseudoannulata (Araneae: Lycosidae) dựa trên transcriptome của nó
Tóm tắt
Pardosa pseudoannulata, một trong những loài ăn thịt chủ yếu trong hệ sinh thái lúa, là một nguồn tiềm năng trong kiểm soát sinh học các loài sâu hại lúa. Khứu giác rất quan trọng cho các hành vi của côn trùng như ăn uống, giao phối và tìm kiếm thức ăn, và các protein gắn mùi (OBPs) đóng vai trò thiết yếu trong việc cảm nhận mùi. Do đó, chúng tôi giả định rằng OBPs cũng có thể quan trọng trong hành vi của nhện. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã xác định hai gen OBP giả định và thu được trình tự cDNA hoàn chỉnh của chúng. PpseOBP1 có độ dài 842 bp và mã hóa một protein gồm 188 axit amin. PpseOBP2 có độ dài 996 bp và mã hóa một protein gồm 213 axit amin. Qua dự đoán và phân tích của chúng tôi, cả hai PpseOBPs đều chia sẻ một số đặc điểm sinh lý và cấu trúc tương tự với các gen OBP kinh điển của côn trùng, nhưng không tuân thủ nghiêm ngặt mẫu cystein của OBPs ở côn trùng, trong đó có ba dư lượng axit amin giữa cystein thứ hai và thứ ba, nhưng trong P. pseudoannulata lại có 27 dư lượng axit amin. Phân tích phát sinh loài cho thấy hai PpseOBPs nhóm với nhau ở rìa của cây phát sinh, chỉ ra mối quan hệ xa của chúng với côn trùng. Đối với côn trùng, PpseOBPs có mối quan hệ gần nhất với OBP1 của Periplaneta americana. Cả hai PpseOBPs chủ yếu được biểu hiện trong các phần phụ (pedipalps và chân). Biểu hiện của PpseOBP1 cao hơn đáng kể trong các phần phụ cái so với phần phụ đực, trong khi PpseOBP2 cho thấy mức độ biểu hiện cực đoan trong pedipalps đực. Đây là báo cáo đầu tiên về đặc điểm phân tử và các kiểu biểu hiện của OBPs trong họ Lycosidae và sẽ thiết lập nền tảng cho việc hiểu biết tốt hơn về cơ chế phân tử của khứu giác P. pseudoannulata và thúc đẩy chức năng của nó trong kiểm soát sinh học.
Từ khóa
#Pardosa pseudoannulata #protein gắn mùi #OBP #hệ sinh thái lúa #kiểm soát sinh học #Lycosidae #khứu giác.Tài liệu tham khảo
Allen JE, Wanner KW (2011) Asian corn borer pheromone binding protein 3, a candidate for evolving specificity to the 12-tetradecenyl acetate sex pheromone. Insect Biochem Mol Biol 41(3):141–149. https://doi.org/10.1016/j.ibmb.2010.10.005
Calvello M, Guerra N, Brandazza A et al (2003) Soluble proteins of chemical communication in the social wasp Polistes dominulus. Cell Mol Life Sci 60(9):1933–1943. https://doi.org/10.1007/s00018-003-3186-5
Cerveira AM, Jackson RR (2013) Love is in the air: olfaction-based mate-odour identification by jumping spiders from the genus Cyrba. J Ethol 31(1):29–34. https://doi.org/10.1007/s10164-012-0345-x
Finn RD, Mistry J, Tate J et al (2010) Pfam protein families database. Nucleic Acids Res https://doi.org/10.1093/nar/gkp985
Foelix RF, Chu-Wang IW (1973) The morphology of spider sensilla. II Chemoreceptors Tissue Cell 5(3):461–478. https://doi.org/10.1016/S0040-8166 (73)80038-2
Foelix RF, Rast B, Peattie AM (2012) Silk secretion from tarantula feet revisited: alleged spigots are probably chemoreceptors. J Exp Biol 215(Pt 7):1084–1089. https://doi.org/10.1242/jeb.066811
Forêt S, Maleszka R (2006) Function and evolution of a gene family encoding odorant binding-like proteins in a social insect, the honey bee (Apis mellifera). Genome Res 16(11):1404–1413. https://doi.org/10.1101/gr.5075706
Gong DP, Zhang HJ, Ping Z et al (2009) The Odorant Binding Protein Gene Family from the Genome of Silkworm, Bombyx mori. BMC Genom 10(1):332. https://doi.org/10.1186/1471-2164-10-332
Gu SH, Wu KM, Guo YY et al (2013) Identification and expression profiling of odorant binding proteins and chemosensory proteins between two wingless morphs and a winged morph of the cotton aphid Aphis gossypii glover. PLoS One 8(9):e73524. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0073524
Hansson BS, Stensmyr MC (2011) Evolution of insect olfaction. Neuron 72(5):698–711. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2011.11.003
Hekmat-Scafe DS, Scafe CR, Mckinney AJ et al (2002) Genome-wide analysis of the odorant-binding protein gene family in Drosophila melanogaster. Genome Res 12(9):1357–1369. https://doi.org/10.1101/gr.239402
Krieger J, Breer H (1999) Olfactory reception in invertebrates. Science 286(5440):720–728. https://doi.org/10.1126/science.286.5440.720
Krieger J, Nickischrosenegk EV, Mameli M et al (1996) Binding proteins from the antennae of Bombyx mori. Insect Biochem Mol Biol 26(3):297–307. https://doi.org/10.1016/0965-1748(95)00096-8
Leal WS, Nikonova L, Peng G (1999) Disulfide structure of the pheromone binding protein from the silkworm moth, Bombyx mori. FEBS Lett 464(1–2):85–90. https://doi.org/10.1016/S0014-5793(99)01683-X
Li S, Picimbon JF, Ji S et al (2008) Multiple functions of an odorant-binding protein in the mosquito Aedes aegypti. Biochem Biophys Res Commun 372(3):464–468. https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2008.05.064
Li CC, Wang Y, Li GY et al (2016) Transcriptome profiling analysis of wolf spider Pardosa pseudoannulata (Araneae: Lycosidae) after cadmium exposure. Int J Mol Sci 17(12):2033. https://doi.org/10.3390/ijms17122033
Livak KJ, Schmittgen TD (2001) Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) Method. Methods 25(4):402–408. https://doi.org/10.1006/meth.2001.1262
Meng X, Zhang Y, Bao H et al (2015) Sequence Analysis of Insecticide action and detoxification-related genes in the insect pest natural enemy Pardosa pseudoannulata. PLoS One 10(4):e0125242. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0125242
Pelosi P, Maida R (1995) Odorant-binding proteins in insects. Comp Biochem Physiol Part B: Biochem Mol Biol 111(3):503–514. https://doi.org/10.1016/0305-0491(95)00019-5
Pelosi P, Iovinella I, Felicioli A et al (2014) Soluble proteins of chemical communication: an overview across arthropods. Front Physiol 5:320. https://doi.org/10.3389/fphys.2014.00320
Shu YH, Liu ZH, Zhang GR (2005) Olfactory Responses of Pardosa pseudoannulata Boes. et Str. to Sogatella furcifera (Horváth). Acta Arachnol Sin 14(2):122–125. https://doi.org/10.3969/j.issn.1005-9628.2005.02.013
Swarup S, Williams TI, Anholt RRH (2011) Functional dissection of Odorant binding protein genes in Drosophila melanogaster. Genes. Brain Behav 10(6):648–657. https://doi.org/10.1111/j.1601-183X.2011.00704.x
Tegoni M, Campanacci V, Cambillau C (2004) Structural aspects of sexual attraction and chemical communication in insects. Trends Biochem Sci 29(5):257–264. https://doi.org/10.1016/j.tibs.2004.03.003
Uhl G (2013) Spider olfaction: attracting, detecting, luring and avoiding. Spider ecophysiology. Springer, Berlin, pp 141–157. https://doi.org/10.1007/978-3-642-33989-9_11
Vieira FG, Sánchez-Gracia A, Rozas J (2007) Comparative genomic analysis of the odorant-binding protein family in 12 Drosophila genomes: purifying selection and birth-and-death evolution. Genome Biol 8(11):R235. https://doi.org/10.1186/gb-2007-8-11-r235
Vizueta J, Fríaslópez C, Macíashernández N et al (2017) Evolution of chemosensory gene families in arthropods: Insight from the first inclusive comparative transcriptome analysis across spider appendages. Genome Biol Evol 9(1):178–196. https://doi.org/10.1093/gbe/evw296
Vogt RG, Riddiford LM (1981) Pheromone binding and inactivation by moth antennae. Nature 293(5828):161–163. https://doi.org/10.1038/293161a0
Wang Z (2007) Bionomics and behavior of the wolf spider, Pardosa pseudoannulata (Araneae: Lycosidae). Acta Entomol Sin 50(9):927–932. https://doi.org/10.3321/j.issn:0454-6296.2007.09.010
Wang GR, Wu KM, Guo YY (2003) Cloning, expression and immunocytochemical localization of a general odorant-binding protein gene from Helicoverpa armigera (Hübner). Insect Biochem Mol Biol 33(1):115–124. https://doi.org/10.1016/S0965-1748(02)00182-0
Wang B, Huang T, Han M et al (2004) The response of Pardosa pseudoannulata’s chemoreceptor in locating the prey. Sichuan J Zool. https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7083.2014.01.017
Wang J, Peng Y, Xiao K et al (2017a) Transcriptomic response of wolf spider, Pardosa pseudoannulata, to transgenic rice expressing Bacillus thuringiensis Cry1Ab protein. BMC Biotechnol 17(1):7. https://doi.org/10.1186/s12896-016-0325-2
Wang XQ, Wang GH, Zhu ZR et al (2017b) Spider (Araneae) predations on white-backed planthopper Sogatella furcifera in subtropical rice ecosystems, China. Pest Manag Sci 73(6):1277–1286. https://doi.org/10.1002/ps.4459
Whiteman NK, Pierce NE (2008) Delicious poison: genetics of Drosophila host plant preference. Trends Ecol Evol 23:473–478. https://doi.org/10.1016/j.tree.2008.05.010
Xiao R, Wang L, Cao Y, Zhang G (2016) Transcriptome response to temperature stress in the wolf spider Pardosa pseudoannulata (Araneae: Lycosidae). Ecol Evol 6(11):3540–3554. https://doi.org/10.1002/ece3.2142
Xu YL, He P, Zhang L et al (2009) Large-scale identification of odorant-binding proteins and chemosensory proteins from expressed sequence tags in insects. BMC Genom 10:632–632. https://doi.org/10.1186/1471-2164-10-632
Xue W, Fan J, Zhang Y et al (2016) Identification and expression analysis of candidate odorant-binding protein and chemosensory protein genes by antennal transcriptome of Sitobion avenae. PLoS One 11(8):e0161839. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0161839
Zhao JJ, Zhang Y, Fan DS, Feng JN (2017) Identification and Expression profiling of odorant-binding proteins and chemosensory proteins of Daktulosphaira vitifoliae (Hemiptera: Phylloxeridae). J Econ Entomol. https://doi.org/10.1093/jee/tox121