马铃薯腐烂茎线虫L型半胱氨酸蛋白酶新基因(Dd-cpl-1)的克隆与序列分析  

Cloning and sequence analysis of a new cathepsin L-like cysteine proteinase gene from Ditylenchus destructor

作　　者：王高峰[1,2] 彭德良[2] 孙建华[1] 黄文坤[2] 彭焕[2] 龙海波[2] 

机构地区：[1]天津师范大学生命科学学院,天津300387 [2]中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室,北京100193

出　　处：《生物工程学报》2011年第1期60-68,共9页Chinese Journal of Biotechnology

基　　金：国家自然科学基金(No.30871627);国家重点基础研究发展计划(973计划)(No.2009CB119200)资助~~

摘　　要：L型半胱氨酸蛋白酶基因(Cathepsin L-like cysteine proteinase gene)为与植物寄生线虫寄生能力相关的多功能基因。运用RT-PCR和RACE的方法从马铃薯腐烂茎线虫Ditylenchus destructor中克隆出1个L型半胱氨酸蛋白酶新基因Dd-cpl-1(GenBank登录号为GQ180107)。该基因Dd-cpl-1 cDNA全长序列含有1个1 131 bp的开放性阅读框(ORF),编码376个氨基酸残基,其5′末端及3′末端分别含有29 bp和159 bp的非编码区(UTR)。Dd-cpl-1内含子外显子结构分析结果表明,其基因组序列包含7个内含子,且各内含子两端剪接位点序列遵守GT/AG规则。Dd-cpl-1基因推定的蛋白Dd-CPL-1与松材线虫L型半胱氨酸蛋白酶高度同源,一致性达到77%。以不同物种中L型半胱氨酸蛋白酶氨基酸序列进行比对分析,推测推定的蛋白Dd-CPL-1含有L型半胱氨酸蛋白酶基因家族高度保守的催化三联体(Cys183,His322和Asn343)以及ERFNIN基系和GNFD基系。半胱氨酸蛋白酶系统发育分析表明,Dd-cpl-1属于由L型半胱氨酸蛋白酶组成的进化分支。Dd-cpl-1的这些序列特征进一步表明其为L型半胱氨酸蛋白酶基因。这是首次在马铃薯腐烂茎线虫中克隆到的L型半胱氨酸蛋白酶,为今后在蛋白水平对其进行进一步的功能分析提供基础。The Cathepsin L-like cysteine proteinase genes（cpls） are multifunction genes related to the parasitic abilities of plant parasitic nematodes.A new cathepsin L-like cysteine proteinase gene（Dd-cpl-1）（GenBank Accession GQ 180107） was cloned from Ditylenchus destructor by RT-PCR and RACE.The cDNA sequence consisted of a 1 131 bp open reading frame（ORF） encoding 376 amino acid residues that were franked by a 29 bp 5′-untranslated region（UTR） and a 159 bp 3′-UTR.Genomic sequence analysis showed that Dd-cpl-1 contained 7 introns,obeyed the GT/AG rule in the splice-site junctions.Homology analysis showed that the identity was 77% between Dd-cpl-1 deduced protein Dd-CPL-1 and cathepsin L-like cysteine proteinase of Bursaphelenchus xylophilus.Multi-sequence alignment indicated that there were the catalytic triad（Cys183,His322 and Asn343） and two motifs ERFNIN motif and GNFD motif in deduced protein Dd-CPL-1.Cysteine proteinases phylogenetic analysis showed that Dd-cpl-1 belonged to the sub-clade of cathepsin L-like cysteine proteinases.

关 键 词：马铃薯腐烂茎线虫 L型半胱氨酸蛋白酶 Dd-cpl-1 

分 类 号：S435.31[农业科学—农业昆虫与害虫防治]