本发明专利技术公开了一种台湾乳白蚁内源性β‑葡萄糖苷酶的编码基因，其序列如SEQ ID NO:1所示。该编码基因编码的蛋白质序列如SEQ ID NO:2所示。本发明专利技术还公开了台湾乳白蚁内源性β‑葡萄糖苷酶的编码基因的原核表达载体。本发明专利技术所述台湾乳白蚁内源性β‑葡萄糖苷酶的编码基因对温度敏感性低，经实验证实，低温与高温胁迫不会影响该基因的表达。本发明专利技术所述台湾乳白蚁内源性β‑葡萄糖苷酶的编码基因对农药胁迫作出响应，可用于研究白蚁纤维素酶基因表达调控机理；该基因编码的β‑葡萄糖苷酶可用于纤维素降解；该基因及其表达酶类可用于纤维素乙醇燃料、食品与饲料工业的开发应用。
【技术实现步骤摘要】
一种内源性β-葡萄糖苷酶的编码基因、编码的蛋白质及其表达载体和应用
本专利技术涉及生物化学
，具体涉及一种台湾乳白蚁内源性β-葡萄糖苷酶的编码基因、该基因编码的蛋白质、相应的表达载体和应用。技术背景能源短缺是全球面临的严重问题，然而在混合燃料中所使用的绝大部分乙醇源于谷物发酵，存在与人争粮的问题。木质纤维素是地球上最丰富的可再生生物质资源（园林绿化垃圾、谷物秸秆、杂草、木屑及一些动物的固体粪便等），如果用纤维素酶生物降解木质纤维素产生还原糖，再进一步发酵产生乙醇，不仅提供了大量纤维素乙醇燃料，并且有助于生态环境的保护（邓天福等，2010）。此外，纤维素酶在食品、纺织、饲料、洗涤剂和中草药提取等行业或领域都有应用的广泛：提高食品的品质、缩短酒精、酱油发酵时间、提高果汁提取率和促进汁液澄清（闫训友等，2004）；纤维素酶作为饲料添加剂，可明显提高饲料的营养价值，强化消化系统的酶解功能，促进动物生长发育（胡轶和孙波，2006）；改善纺织工业棉织物的手感和外观，并且基本解决了石磨水洗工艺中存在的环境污染等问题（吴大付等，2007）。纤维素是由D-葡萄糖以β-1,4糖苷键组成的多聚糖，包括内切葡聚糖酶（endo-β-1,4-glucanases,EGs,EC3.2.1.4）、外切葡聚糖酶（exo-β-1,4-glucanases,C1）和β-葡萄糖苷酶（β-glucosidases,BGs,EC3.2.1.21）三种主要的类型。外切葡聚糖酶水解纤维素产生纤维二糖和葡萄糖，而多数内切葡聚糖酶作用后产生纤维二糖、少量葡萄糖和纤维三糖，β-葡萄糖苷酶作用于纤维二糖及低分子量的纤维寡糖的非还原端，水解生成葡萄糖（Klesov,1991;Watanabeetal.,2010）。β-葡萄糖苷酶是降解纤维素的关键酶系。目前从自然界中寻找高活性的纤维素酶，进行生物降解是解决纤维素酶效率和降低成本的有效途径。一些植食性昆虫特别是木食性昆虫（xylophagousinsects）能通过纤维素酶高效降解纤维素类物质，并满足自身生长发育的需要（WatanabeandTokuda,2001;2010），如食木白蚁、天牛幼虫、木蜂幼虫及鳞翅目幼虫等。其中，白蚁（等翅目Isoptera，现有证据支持其并入蜚蠊目Blattodea）是消化纤维素最有效的昆虫类群，被认为是地球上最小的高效生物反应器（Ohkuma,2003），每年消化的纤维素类物质总量巨大。台湾乳白蚁（CoptotermesformosanusShiraki）属鼻白蚁科（Rhinotermitidae）、乳白蚁属（Coptotermes），对农林树木、建筑结构造成严重危害（Lin,1987；RustandSu,2012），对纤维素类物质具有很高的降解效率。台湾乳白蚁体内具有丰富纤维素酶及其基因，目前多个台湾乳白蚁内源性纤维素酶基因已经克隆得到全长cDNA序列，其中EG酶有包括CfEG1、CfEG1b、CfEG2、CfEG3、CfEG3a、CfEG3b、CfEG4、CfEG5在内的八个同源基因（Nakashimaetal.,2002b;Zhangetal.,2009;Zhangetal.,2011），而β-葡萄糖苷酶基因仅有Glu1A、Glu1B、Glu1C、Glu1D四个同源基因（Zhangetal.,2010;Zhangetal.,2012a）。目前用纤维素酶降解纤维素的工艺中，困难在于纤维素酶效率低，对环境条件要求苛刻，而且成本高，从白蚁体内挖掘新的纤维素酶基因加以利用，是解决这一问题的有效途径之一。此外纤维素酶基因作为白蚁防治药物靶标，也是未来白蚁生物防治的发展方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在不同温度下相对稳定表达的β-葡萄糖苷酶的编码基因。本专利技术另一目的在于提供上述编码基因编码的蛋白质。本专利技术还有一个目的在于提供上述编码基因的原核表达载体。本专利技术还有一个目的在于提供上述编码基因的应用。本专利技术上述目的通过以下技术方案予以实现：一种台湾乳白蚁内源性β-葡萄糖苷酶的编码基因，其序列如SEQIDNO:1所示。上述台湾乳白蚁内源性β-葡萄糖苷酶的编码基因所编码的氨基酸序列如SEQIDNO:2所示。一种原核表达载体，用于表达台湾乳白蚁内源性β-葡萄糖苷酶的编码基因。本专利技术所述台湾乳白蚁内源性β-葡萄糖苷酶的编码基因对温度敏感性低，经实验证实，低温与高温胁迫不会影响该基因的表达。本专利技术所述台湾乳白蚁内源性β-葡萄糖苷酶的编码基因对农药胁迫作出响应，经试验证实，台湾乳白蚁取食吡虫啉后该基因表达第三天开始作出明显响应，第四天该基因表达量显著上调。该基因可用于研究白蚁纤维素酶基因表达调控机理；该基因编码的β-葡萄糖苷酶可用于纤维素降解；该基因及其表达酶类可用于纤维素乙醇燃料、食品与饲料工业的开发应用；该基因及其表达酶类可用作为白蚁防治的靶标。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供了一种新的β-葡萄糖苷酶的编码基因、引物及载体。可用于纤维素的降解、纤维素乙醇燃料、食品与饲料工业的开发应用，所述β-葡萄糖苷酶的编码基因及其表达酶类可用作为白蚁防治的靶标。附图说明图1为基因CfBG-Ib的3’RACE和5’RACEPCR结果（M为D2000DNAMaker，1为基因的5’RACEPCR扩增结果，2为基因的3’RACEPCR扩增结果）。图2为基因CfBG-Ib编码的氨基酸序列信号肽预测。图3为CfBG-Ib的三维结构（注：基于模板构建的CfBG-Ib蛋白的三维结构，模板覆盖84%的氨基酸，可信度大于90%）。图4为重组蛋白的原核表达（1、2、4是诱导的pET-32a-CfBG-Ib的原核表达，3是未诱导的pET-32a-CfBG-Ib的原核表达）。图5为温度胁迫处理24h后CfBG-Ib基因表达水平（所有数据为平均值±标准差，不同字母表示差异显著（P<0.05））。图6为温度胁迫处理24h后Glu1B基因表达水平（所有数据为平均值±标准差，不同字母表示差异显著（P<0.05））。图7为吡虫啉处理后CfBG-Ib基因表达水平（所有数据为平均值±标准差，不同字母表示差异显著（P<0.05））。图8为吡虫啉处理后Glu1B基因表达水平（所有数据为平均值±标准差，不同字母表示差异显著（P<0.05））。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术做进一步阐述。但实施例仅表达了本专利技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。实施例11.白蚁总RNA的提取台湾乳白蚁总RNA的提取按照TaKaRaMiniBESTUniversalRNAExtractionKit（TaKaRa公司）使用说明进行。2.第一链cDNA合成第一链cDNA的合成使用PrimeScriptTMII1stStrandcDNASynthesisKit（TaKaRa）。3.简并引物设计采用CODEHOP（ConsensusDegenerateHybridOligonuleotidePrimers）在线软件程序设计β-葡萄糖苷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种台湾乳白蚁内源性β‑葡萄糖苷酶的编码基因，其序列如SEQ ID NO:1所示。
【技术特征摘要】
1.一种台湾乳白蚁内源性β-葡萄糖苷酶的编码基因，其序列如SEQIDNO:1所示。2.权利要求1所述台湾乳白蚁内源性β-葡萄糖苷酶的编码基因所编码的蛋白质序列如SEQIDNO:2所示。3.一种用于表达权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，吴文静，张世军，柯云玲，刘小琳，
申请(专利权)人：广东省生物资源应用研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。