中华蜜蜂耐热相关基因DnaJ1及其应用制造技术

本发明专利技术涉及生物化学与分子生物学技术领域，具体涉及一种中华蜜蜂耐热相关基因DnaJ1及其应用。所述DnaJ1基因在热激胁迫条件下被显著诱导表达，沉默DnaJ1基因可通过降低中华蜜蜂的总抗氧化能力、增加脂质过氧化、蛋白质和细胞氧化损伤的程度来降低蜜蜂耐热性；在蜜蜂中过表达DnaJ1基因有望提高蜜蜂在热激胁迫条件下的存活率。由此，DnaJ1可以作为培育耐热转基因蜜蜂品种的候选热激响应基因。鉴于DnaJ1在热应激中的作用，将来有望将该基因在蜜蜂中过表达或转基因到家蚕、鸡、羊和猪等经济动物中，以提高他们的耐热性，进而提高它们的品质及产量，具有重要的社会效益及经济效益。

Dnaj1 and its application in Apis cerana

【技术实现步骤摘要】
中华蜜蜂耐热相关基因DnaJ1及其应用
本专利技术涉及生物化学与分子生物学
，具体涉及一种中华蜜蜂耐热相关基因DnaJ1及其应用。
技术介绍
当生物体所处的环境温度远超过其最佳生长环境温度时就容易引起热激胁迫。近年来，伴随着全球气候变暖，热激胁迫问题引起了研究者的高度重视。热激胁迫能够诱导活性氧的产生，造成氧化损伤，引起蛋白质变性。这些现象不仅会破坏细胞，影响细胞的正常分裂及生长进程，甚至导致细胞死亡。因此，筛选热激胁迫响应基因，研究生物体应对热激胁迫的具体分子机制显得尤为重要。热激蛋白(Heatshockprotein，HSP)，也叫热应激蛋白或热休克蛋白，最早在1962年在果蝇中由于其受热激胁迫诱导表达而被发现并命名。HSP是生物体适应环境温度升高的一个重要蛋白，生物体对热激胁迫的耐受能力与HSP表达量的上调普遍成正相关，并且在热激胁迫消除后的一段时间内其表达量仍保持在一定水平。虽然HSP由于受热激胁迫诱导被发现及命名，但不是所有的HSP基因都受热激胁迫的诱导。由于亚细胞定位、所处的发育时期及所在的生长环境的不同，即使是同一家族的HSP基因在对热应激的反应能力上也有差异。根据分子量(kDa)大小，HSP被分为小分子热激蛋白(smallHSP，sHsp)、HSP40、HSP60、HSP70、HSP90、HSP100等6个家族。其中，HSP40家族的成员由于其蛋白结构中均含有J结构域，更常被命名为DnaJ。根据所含结构域类别及个数的不同，DnaJ又被分为DnaJA、DnaJB和DnaJC三类。虽然HSP在热激胁迫反应中发挥着重要的功能，但DnaJ基因家族中的多个成员的功能是未知的，需要进一步探究。中华蜜蜂(Apiscerancerana)属于亚洲蜜蜂的主要生态类群之一，是我国特有的蜜蜂种质资源。近年来，由于受包括热激胁迫在内的各种生物及非生物环境胁迫的影响，我国部分地区的中华蜜蜂的数量明显减少。热激胁迫问题在我国主要中华蜜蜂养殖区频繁发生，危害较大。至今中华蜜蜂对热激胁迫的适应性及中华蜜蜂热应激的具体分子机制尚未被详细探究，有许多问题需要进一步研究。HSP作为热应激的重要调控蛋白对阐明生物的热应激分子机制具有重要的意义。揭示中华蜜蜂DnaJ家族参与热应激的具体机理及所涉及的关键基因、信号通路，不仅可以丰富HSP热应激功能的理论体系，还可以为培育耐热转基因蜜蜂品种提供候选热激响应基因。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术的目的是提供一种中华蜜蜂耐热相关基因DnaJ1及其应用。所述DnaJ1基因在热激胁迫条件下被显著诱导表达，沉默DnaJ1基因可通过降低中华蜜蜂的总抗氧化能力、增加脂质过氧化、蛋白质和细胞氧化损伤的程度来降低蜜蜂耐热性；在蜜蜂中过表达DnaJ1基因有望提高蜜蜂在热激胁迫条件下的存活率。由此，DnaJ1可以作为培育耐热转基因蜜蜂品种的候选热激响应基因。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一方面，提供DnaJ1基因或者其表达产物作为靶标在如下1)或2)中的应用：1)调控蜜蜂在热激胁迫条件下的抗热能力；2)培育在热激胁迫条件下抗热能力增强的蜜蜂品种。本专利技术的第二方面，提供特异性检测DnaJ1基因或者其表达产物的试剂在制备用于检测蜜蜂在热激胁迫下抗热能力的产品中的应用。上述应用中，所述产品采用实时荧光定量PCR方法检测DnaJ1基因或者其表达产物。上述应用中，所述产品包括：实时荧光定量PCR试剂盒。上述应用中，所述实时荧光定量PCR试剂盒中含有：特异性检测DnaJ1基因的引物对，其序列如SEQIDNO.3和SEQIDNO.4所示。本专利技术的第三方面，提供沉默DnaJ1基因表达的试剂在构建热激胁迫下抗热能力降低的蜜蜂模型中的应用。上述应用中，所述试剂中包含：用于扩增沉默DnaJ1的片段的引物，其序列分别如SEQIDNO.7和SEQIDNO.8所示。上述应用中，所构建的蜜蜂模型通过沉默DnaJ1的表达来降低蜜蜂的总抗氧化能力、增加脂质过氧化、蛋白质和细胞氧化损伤的程度，从而降低蜜蜂在热激胁迫下抗热能力。沉默DnaJ1基因降低了蜜蜂在热激胁迫条件下的生存能力，若在蜜蜂或其他经济动物(家蚕、猪和牛等)中超表达该基因有望提高它们在环境胁迫中的抗逆能力。本专利技术的有益效果：与现有的技术相比，本专利技术首次提供了在特定的热激胁迫条件下DnaJ家族表达量被诱导最明显的基因DnaJ1，并研究了DnaJ1的耐热性和参与热应激反应所涉及的分子机制和应用。鉴于DnaJ1在热应激中的作用，将来有望将该基因在蜜蜂中过表达或转基因到家蚕、鸡、羊和猪等经济动物中，以提高他们的耐热性，进而提高它们的品质及产量，具有重要的社会效益及经济效益。附图说明图1：通过热图呈现在热激胁迫条件下DnaJ家族所有基因表达量。基因的表达量是通过转录组测序测定的。由图中可见，在34个DnaJ中，DnaJ1的表达量被增加的最多。图2：梯度热应激反应中DnaJ1的转录水平的检测图。β-actin(GenBank注册号为HM640276.1)作为内参基因。由图中可见与对照组相比，在3个梯度热温度处理条件下，DnaJ1的表达量均显著增加。图3：沉默DnaJ1对中华蜜蜂耐热能力的影响的检测图。A：以β-actin作为内参基因鉴定DnaJ1的沉默效率，饲喂dsRNA-GFP的蜜蜂作为对照组；B：统计沉默DnaJ1后中华蜜蜂在热激胁迫条件下的存活率。由图中可知DnaJ1在中华蜜蜂中被成功沉默。并且与对照组相比，沉默DnaJ1增加蜜蜂在热激胁迫条件下的死亡率，降低了蜜蜂的耐热能力。图4：沉默DnaJ1对中华蜜蜂体内丙二醛(A)、总羰基(B)、维生素C含量(C)及总抗氧化能力(D)的影响，以饲喂dsRNA-GFP的蜜蜂作为对照。由图中可见与对照组相比，沉默DnaJ1增加了中华蜜蜂体内丙二醛、蛋白质羰基的含量，降低了维生素含量及总抗氧化能力。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。正如
技术介绍
部分所介绍的，热激胁迫问题在我国主要中华蜜蜂养殖区频繁发生，危害较大。至今中华蜜蜂对热激胁迫的适应性及中华蜜蜂热应激的具体分子机制尚未被详细探究，有许多问题需要进一步研究，HSP作为热应激的重要调控蛋白对阐明生物的热应激分子机制具有重要的意义。目前中华蜜蜂DnaJ基因家族中的多个成员的功能是未知的，而且由于亚细胞定位、所处的发育时期及所在的生长环境的不同，即使是同一家族的HSP基因在对热应激的反应能力上也有差异。基于此，本专利技术旨在发现一种新的中华蜜蜂耐热相关基因，并研究其在中华蜜蜂热应激反应中的表达模式、耐热能力的大小和参与热应激反应所涉及的具体分子机理，以作为培育耐热转基因蜜蜂品种的候选热激响应基因。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.DnaJ1基因或者其表达产物作为靶标在如下1)或2)中的应用：/n1)调控蜜蜂在热激胁迫条件下的抗热能力；/n2)培育在热激胁迫条件下抗热能力增强的蜜蜂品种。/n

【技术特征摘要】
1.DnaJ1基因或者其表达产物作为靶标在如下1)或2)中的应用：
1)调控蜜蜂在热激胁迫条件下的抗热能力；
2)培育在热激胁迫条件下抗热能力增强的蜜蜂品种。


2.特异性检测DnaJ1基因或者其表达产物的试剂在制备用于检测蜜蜂在热激胁迫下抗热能力的产品中的应用。


3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述产品采用实时荧光定量PCR方法检测DnaJ1基因或者其表达产物。


4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述产品包括：实时荧光定量PCR试剂盒。


5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭兴启，李桂林，胥保华，王颖，王红芳，刘振国，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37