西方蜜蜂AmSTPKD3蛋白的分子特征与基因表达模式

摘要

【目的】对西方蜜蜂（Apis mellifera）的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶（AmSTPKD3）进行生物信息学分析，测定AmSTPKD3基因在西方蜜蜂工蜂的组织和发育阶段的表达模式，为AmSTPKD3的功能研究提供科学依据。【方法】利用相关生物信息学软件，预测AmSTPKD3的理化性质和分子特征，鉴定西方蜜蜂和其他物种(黑大蜜蜂（Apis laboriosa）、欧洲雄蜂（Bombus terrestris）、大蜜蜂（Apis dorsata）、小蜜蜂（Apis florea）、田野熊蜂（Bombus pascuorum）、东方蜜蜂（Apis cerana）、美洲东部熊蜂（Bombus impatiens）和巴西无刺蜜蜂（Frieseomelitta varia）)STPKD3的结构域和保守基序。通过Mega 11.0软件对西方蜜蜂和其他物种的STPKD3进行系统进化分析。采用RT-qPCR方法，检测AmSTPKD3在西方蜜蜂不同组织（触角、毒腺、脑、中肠、脂肪体、表皮和咽下腺）和发育阶段（卵、3日龄幼虫、7和8日龄预蛹、12日龄蛹及1,2,6,12,15和18日龄成虫）的相对表达量。【结果】AmSTPKD3包含3 269个核苷酸，可编码831个氨基酸。AmSTPKD3的分子式为C₄₁₄₁H₆₅₁₁N₁₁₅₅O₁₂₈₃S₄₀,分子质量约为94.29 ku,脂溶系数为77.36,等电点为6.09,平均亲水系数为-0.510,有99个磷酸化位点，但不含跨膜结构域和信号肽。在西方蜜蜂和其他8种蜜蜂的STPKD3中均鉴定到4个相同结构域和5个相同保守基序。西方蜜蜂与东方蜜蜂的STPKD3在进化树上聚为一支。AmSTPKD3在西方蜜蜂工蜂的触角、毒腺、脑、中肠、脂肪体、表皮和咽下腺中差异表达，在咽下腺中的表达量最高，且显著高于脑、中肠、脂肪体和表皮；AmSTPKD3在卵、3日龄幼虫、7和8日龄预蛹及12日龄蛹中差异表达，在卵和8日龄预蛹中的表达量相近，且显著高于3日龄幼虫和12日龄蛹；AmSTPKD3在1,2,6和12日龄成虫体内差异表达，在1日龄成虫体内的表达量最高且显著高于15和18日龄成虫。【结论】AmSTPKD3是潜在的亲水性蛋白和胞内蛋白，西方蜜蜂和其他9种蜂的STPKD3具有较高的保守性，西方蜜蜂与东方蜜蜂STPKD3的同源性最高，AmSTPKD3在西方蜜蜂工蜂的不同组织和发育阶段呈现动态差异表达。

关键词

西方蜜蜂 / 丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶 / 理化性质 / 分子特征 / 系统进化 / 时空表达谱

基金资助

国家自然科学基金面上项目(32372943,32172792); 国家现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS-44-KXJ7); 福建省自然科学基金面上项目(2022J01131334); 福建农林大学硕士生导师团队项目；福建农林大学科技创新专项基金项目(KFb22060XA); 福建省大学生创新创业训练计划项目(X202310389080,X202310389086)