長足大竹象內切葡聚糖酶最適反應條件的確定及其關鍵基因的篩選

摘要：【目的】本研究旨在闡明長足大竹象Cyrtotrachelus buqueti內切葡聚糖酶最適反應條件,并挖掘長足大竹象消化道內切葡聚糖酶關鍵基因。【方法】采用3,5-二硝基水楊酸(DNS)法,設置以羧甲基纖維素鈉(MC)為反應底物的單因素和正交優化試驗測定內切葡聚糖酶反應的最適條件。通過對長足大竹象發育轉錄組內切葡聚糖酶編碼基因進行生物信息學分析,并將基因表達量與酶活性數據進行關聯分析,篩選出發育時期中關鍵內切葡聚糖酶基因,采用實時熒光定量PCR對不同發育時期長足大竹象消化道內切葡聚糖酶關鍵基因表達量進行驗證確定。【結果】研究表明,長足大竹象成蟲內切葡聚糖酶的最適反應條件為:溫度45℃,pH 5.6,底物濃度2%,酶比活力59.85 U/mg(雌)和52.87 U/mg(雄);幼蟲內切葡聚糖酶的最適反應條件為:溫度35℃,pH 4.8,底物濃度2%,酶比活力38.34 U/mg。篩選出長足大竹象消化道內切葡聚糖酶關鍵基因c64192_g1和c57057_g1。實時熒光定量PCR結果表明c64192_g1和c57507_g1基因在成蟲時期表達量高于幼蟲。【結論】長足大竹象雌雄成蟲的內切葡聚糖酶比活力均高于幼蟲,存在兩個影響內切葡聚糖酶活性的關鍵基因c64192_g1和c57507_g1。這些研究成果豐富了內切葡聚糖酶來源,并為長足大竹象內切葡聚糖酶異源表達提供數據參考,進而為木質纖維素預處理和生物質能源的開發利用奠定理論基礎。