西方蜜蜂Sirtuin蛋白家族基因鉴定及表达分析

宋文菲; 刘娜; 苗春辉; 余玉生; 胡宗文; 王艳辉; 李亚辉; 《西北农业学报 》 2023 北大核心 CSCD

摘要：Sirtuin蛋白是一类进化保守的 NAD+依赖性脱酰基酶家族,可调控生物的新陈代谢、基因组稳定性和寿命.为探究西方蜜蜂 Sirtuin蛋白家族基因种类、分布和分子特征,以及不同级型、不同发育时期的表达模式,基于西方蜜蜂全基因组数据,采用生物信息学方法对西方蜜蜂 Sirtuin蛋白家族成员进行鉴定,预测家族基因的结构和染色体位置,分析家族基因的结构域和系统发育关系;采用 qRT-PCR 分析 Sirtuin蛋白家族基因在西方蜜蜂雌性蜂不同发育时期的表达情况.结果表明,在西方蜜蜂全基因组中鉴定出 10 个 Sirtuin蛋白基因,属于 6 个家族成员(AmSirt1、AmSirt2、AmSirt4~AmSirt7),AmSirt1 和 AmSirt2 家族成员各包含 3 个基因.6 个家族成员基因分别定位于不同的染色体上,其中 AmSirt1 和 AmSirt2 呈现典型的串联重复分布,AmSirt1、AmSirt6 和 AmSirt7 主要定位于胞质/细胞核,AmSirt2 和 AmSirt5 主要定位于胞质,AmSirt4 定位于线粒体.西方蜜蜂 Sirtuin 蛋白家族基因的编码氨基酸数为 265~899 个,分子质量为29.45~102.91 ku,等电点为 4.58~9.09,外显子数为 4~9 个,内含子长 56~2 719 bp,Sirtuin蛋白家族基因包含 12 个保守结构域,并发现 3 个西方蜜蜂所特有的保守氨基酸位点.Sirtuin蛋白家族基因鉴定和系统发育关系表明,西方蜜蜂缺少 Sirt3 基因,10 个 Sirtuin蛋白基因聚合为 4 类 6 个分支,与东方蜜蜂、大蜜蜂的同源性较高.6 个家族基因在蜂王和工蜂不同发育时期均有表达,蜂王整体基因表达量高于工蜂,各家族基因表达量均在 2 日龄蛹达到峰值.综上表明,西方蜜蜂有 6 个 Sirtuin蛋白家族成员,系统进化中分为 4 类,缺少 Sirt3 家族成员.推测在西方蜜蜂雌性蜂不同发育时期,Sirtuin蛋白基因表达受禁食行为、热量限制和器官分化的影响.

关键词： Sirtuin蛋白 西方蜜蜂 生物信息学 基因组 系统发育 表达模式