本发明专利技术涉及一种家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因及其重组载体和应用，家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因的核苷酸如SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4或SEQ ID NO.5所示，为3种不同选择性剪接形式，组织表达表明精巢中表达量最高，卵巢次之；酵母功能验表明BmIPT1具有tRNA异戊烯基转移酶功能，可以作为异戊烯基化修饰的催化剂和家蚕育种中的应用，也可作为鳞翅目害虫防控的打靶基因。
Bombyx mori tRNA isopentenyl transferase gene and its recombinant vector and Application
The present invention relates to a silkworm tRNA isoprenyltransferase gene and its recombinant vector and application. The nucleotides of the silkworm tRNA isoprenyltransferase gene, as shown in SEQ ID NO.3, SEQ ID NO.4 or SEQ ID NO.5, are three different alternative splicing forms. Tissue expression shows that the expression level in testis is the highest, followed by that in ovary. Functional tests showed that BmIPT1 had the function of tRNA isoprenyltransferase and could be used as catalyst for isoprenylation modification and as target gene for lepidoptera pest control.
【技术实现步骤摘要】
家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因及其重组载体和应用
本专利技术属于生物
，具体涉及家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因，还涉及含有该基因的重组表达载体和应用。
技术介绍
家蚕(Bombyxmori)被人类驯化、利用的主要价值在于其高效的蛋白质合成能力以及生产丝蛋白质纤维的能力。生长速度快、个体大、茧层率高是数千年来家蚕驯化选择的主要性状，研究家蚕高效的蛋白合成能力具有重要的理论及应用价值。家蚕以桑叶为饲料，其取食期仅20余天，但体重急速增长，从1龄初的0.5mg增长到5龄末的5g增长了约10000倍，泌丝器官丝腺更是增长了160000倍。有研究表明，在家蚕5龄3天，每个后部丝腺细胞能够合成105个丝素分子。整个丝腺每秒钟合成的丝素分子为6×109个，其速率是肝细胞合成血清白蛋白的50倍以上(崔振腾,陈亚洁etal.2013)。家蚕丝腺是已知的蛋白质合成和分泌能力最强大的昆虫器官。如此高的蛋白合成速率令众多科技工作人十分着迷，一直想找到其中的奥秘所在。研究家蚕高效的蛋白合成能力具有重要的理论及应用价值。首先，蚕体蛋白质的高效合成能力是蚕桑生产的最重要的经济性状。蚕体、特别是丝腺的蛋白质合成能力决定了蚕茧的产量与质量，也从很大程度上影响着蚕丝产业的经济效益。研究蚕体、特别是丝腺器官的蛋白质高效合成与分泌的机制，对于通过分子操作培育高产、优质的蚕品种及改良丝腺或其他组织器官蛋白质合成成分具有重要意义。此外，因为蚕体、特别是丝腺具有高效的蛋白质合成分泌能力，加之其是高等真核生物，具有完善的蛋白质翻译后修饰加工系统且对人畜安全等，其是潜在的具有特别优势特征的生物反应器选择系统，有巨大的开发价值，引起科研工作者的广泛关注。但是，众多的尝试均发现无论采用什么启动子，外源蛋白质的表达量均低于家蚕自身蛋白的表达量。因此，蚕体、特别是丝腺的高效蛋白质合成分泌机制的解析也必将为推动家蚕作为生物反应器等新用途开发提供理论支撑。关于家蚕蛋白的高效表达调控研究目前主要集中于丝蛋白相关基因的转录调控方面。研究发现转录因子SGF-1,SGF-2,SGF-3,SGF-4和FBF-A1均对Fib-H的表达具有调控作用。P25蛋白的表达与顺式作用元件SGFB和PSGF及miRNA-2B有重要关系(Huang,Zouetal.2011)。赵小明等发现bHLH转录因子Bmdimm和Bmsage均参与调控Fib-H的表达，其中Bmdimm通过直接结合于Fib-H的E-box区域参与调控Fib-H的表达，而Bmsage与SGF1形成复合物后增加Fib-H的表达(Zhao,Liuetal.2014,Zhao,Liuetal.2015)。而周春燕等发现Multiproteinbridgingfactor2和核受体BmFTZ-F1在对丝素重链Fib-H的表达发挥着负调控作用(Zhou,Zhaetal.2016,Zhou,Zhaetal.2016)。由此可见，影响家蚕丝蛋白合成与分泌的相关基因数量及信号通路非常多，大多数学者比较统一的看法是丝蛋白合成分泌的调控是一个复杂的多通路机制，可能受基因组DNA、转录调控、翻译调控，蛋白组装及分泌等众多因素的影响。transferRNAs(tRNA)是在几乎所有生物体中均存在的由70-90个核苷酸组成的非编码RNA。其通过反密码子与mRNA上的密码子之间的信息交流解译蛋白翻译密码实现蛋白翻译，可见其在蛋白翻译过程中发挥着重要的枢纽作用。遗传信息的解码是否正确对于细胞能否生存下来起着决定性作用，而transferRNAs(tRNA)对于蛋白翻译的效率及准确性都发挥着至关重要的作用。众多研究显示，生物体通过调控tRNA上的碱基的转录后修饰实现对其活性的调控(Torres,Batlleetal.2014)。为了实现tRNA活性的精准调控，事实上，大部分生物会将其所编码基因的1％-10％用在tRNA的修饰上(ElYacoubi,Baillyetal.2012)。在不同的tRNA中，有超过100种不同的碱基修饰。许多碱基修饰位于tRNA的反密码子环上，特别是紧邻反密码子的34位和37位碱基，这些修饰主要包括mcm5U34,5-methylcytidine(m5C34),N6-threonylcarbamoyladenosine(t6A37)和N6-isopentenyladenosine(i6A37)(Schweizer,Bohleberetal.2017)。tRNA的37位核苷酸是一个嘌呤碱基，一般认为此嘌呤碱基发挥着稳固tRNA对密码子识别的状态。如果密码子的第一个碱基为A或U，那么几乎所有生物对应此密码子的tRNA的37位嘌呤碱基均会发生修饰。最为典型的修饰是对37位腺嘌呤碱基进行异戊烯基化，即N6-isopentenyladenosine(i6A37)(Schweizer,Bohleberetal.2017)。研究显示，tRNA的37位腺嘌呤碱基异戊烯基化修饰一方面可以稳定密码子第一个碱基与反密码子间的A-U碱基配对，避免错误识别；此外，tRNA的37位腺嘌呤碱基异戊烯基化修饰也可以阻止U33和A37间形成氢键，干扰tRNA的反密码子环的构象。tRNA的37位腺嘌呤碱基异戊烯基化修饰是通过tRNA异戊烯基转移酶催化生成的。在不同物种中，已证实tRNA异戊烯基转移酶基因突变会对蛋白质合成的效率、精确性以及对生物体生长发育的产生不同程度的影响。家蚕作为一种具有高效的蛋白质合成能力的生物，其蛋白质合成的高效性是否受tRNA的37位腺嘌呤碱基异戊烯基化修饰调控至今未见报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因，本专利技术的目的之二在于提供含有所述家蚕RNA异戊烯基转移酶基因的重组载体；本专利技术的目的之三在于提供家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因编码的家蚕tRNA异戊烯基转移酶；本专利技术的目的之四在于提供所述家蚕tRNA异戊烯基转移酶在作为异戊烯基化修饰催化剂中的应用；本专利技术的目的之五在于提供所述家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因在家蚕品种育种中的应用。为解实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：1、家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因，所述家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因的核苷酸如SEQIDNO.3、SEQIDNO.4或SEQIDNO.5所示。2、含有所述家蚕RNA异戊烯基转移酶基因的重组载体。3、所述家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因编码的家蚕tRNA异戊烯基转移酶。4、所述家蚕tRNA异戊烯基转移酶在作为异戊烯基化修饰催化剂中的应用。5、所述家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因在家蚕品种育种中的应用。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因，该基因有3种不同选择性剪接形式，包括BmIPT1，BmIPT2和BmIPT3，不同剪接在不同组织中有表达，其中精巢中表达量最高，卵巢次之；酵母功能验表明BmIPT1具有tRNA异戊烯基转移酶功能，BmIPT2和3并不发挥tRNA异戊烯基转移酶的功能，下调BmIPT的转录水平后，可能影响家蚕不同的蛋白的合成效率，造成蛋白合成紊乱，从而打乱其正常的吐丝营茧、变态发育进程，最后导致死亡，证明BmIPT的正常表达对于家蚕蛋白合成、变态发育至关重要。附图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因，其特征在于：所述家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因的核苷酸如SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4或SEQ ID NO.5所示。
【技术特征摘要】
1.家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因，其特征在于：所述家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因的核苷酸如SEQIDNO.3、SEQIDNO.4或SEQIDNO.5所示。2.含有权利要求1所述家蚕RNA异戊烯基转移酶基因的重组载体。3.权...
【专利技术属性】
技术研发人员：王根洪，夏庆友，陈燕飞，赵萍，柏冰川，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50
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