[發明專利]中華蜜蜂耐熱相關基因DnaJ1及其應用

有效

• 申請號: 202010020733.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111088281B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 郭興啟;李桂林;胥保華;王穎;王紅芳;劉振國
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: C12N15/85
• 分類號: C12N15/85;C12Q1/6888;C12Q1/6851;A01K67/033
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 薛鵬喜

本發明涉及生物化學與分子生物學技術領域，具體涉及一種中華蜜蜂耐熱相關基因DnaJ1及其應用。所述DnaJ1基因在熱激脅迫條件下被顯著誘導表達，沉默DnaJ1基因可通過降低中華蜜蜂的總抗氧化能力、增加脂質過氧化、蛋白質和細胞氧化損傷的程度來降低蜜蜂耐熱性；在蜜蜂中過表達DnaJ1基因有望提高蜜蜂在熱激脅迫條件下的存活率。由此，DnaJ1可以作為培育耐熱轉基因蜜蜂品種的候選熱激響應基因。鑒于DnaJ1在熱應激中的作用，將來有望將該基因在蜜蜂中過表達或轉基因到家蠶、雞、羊和豬等經濟動物中，以提高他們的耐熱性，進而提高它們的品質及產量，具有重要的社會效益及經濟效益。

技術領域

本發明涉及生物化學與分子生物學技術領域，具體涉及一種中華蜜蜂耐熱相關基因DnaJ1及其應用。

背景技術

當生物體所處的環境溫度遠超過其最佳生長環境溫度時就容易引起熱激脅迫。近年來，伴隨著全球氣候變暖，熱激脅迫問題引起了研究者的高度重視。熱激脅迫能夠誘導活性氧的產生，造成氧化損傷，引起蛋白質變性。這些現象不僅會破壞細胞，影響細胞的正常分裂及生長進程，甚至導致細胞死亡。因此，篩選熱激脅迫響應基因，研究生物體應對熱激脅迫的具體分子機制顯得尤為重要。

熱激蛋白(Heat shock protein，HSP)，也叫熱應激蛋白或熱休克蛋白，最早在1962年在果蠅中由于其受熱激脅迫誘導表達而被發現并命名。HSP是生物體適應環境溫度升高的一個重要蛋白，生物體對熱激脅迫的耐受能力與HSP表達量的上調普遍成正相關，并且在熱激脅迫消除后的一段時間內其表達量仍保持在一定水平。雖然HSP由于受熱激脅迫誘導被發現及命名，但不是所有的HSP基因都受熱激脅迫的誘導。由于亞細胞定位、所處的發育時期及所在的生長環境的不同，即使是同一家族的HSP基因在對熱應激的反應能力上也有差異。

根據分子量(kDa)大小，HSP被分為小分子熱激蛋白(small HSP，sHsp)、HSP40、HSP60、HSP70、HSP90、HSP100等6個家族。其中，HSP40家族的成員由于其蛋白結構中均含有J結構域，更常被命名為DnaJ。根據所含結構域類別及個數的不同，DnaJ又被分為DnaJA、DnaJB和DnaJC三類。雖然HSP在熱激脅迫反應中發揮著重要的功能，但DnaJ基因家族中的多個成員的功能是未知的，需要進一步探究。

中華蜜蜂(Apis ceran cerana)屬于亞洲蜜蜂的主要生態類群之一，是我國特有的蜜蜂種質資源。近年來，由于受包括熱激脅迫在內的各種生物及非生物環境脅迫的影響，我國部分地區的中華蜜蜂的數量明顯減少。熱激脅迫問題在我國主要中華蜜蜂養殖區頻繁發生，危害較大。至今中華蜜蜂對熱激脅迫的適應性及中華蜜蜂熱應激的具體分子機制尚未被詳細探究，有許多問題需要進一步研究。HSP作為熱應激的重要調控蛋白對闡明生物的熱應激分子機制具有重要的意義。揭示中華蜜蜂DnaJ家族參與熱應激的具體機理及所涉及的關鍵基因、信號通路，不僅可以豐富HSP熱應激功能的理論體系，還可以為培育耐熱轉基因蜜蜂品種提供候選熱激響應基因。

發明內容

針對上述現有技術，本發明的目的是提供一種中華蜜蜂耐熱相關基因DnaJ1及其應用。所述DnaJ1基因在熱激脅迫條件下被顯著誘導表達，沉默DnaJ1基因可通過降低中華蜜蜂的總抗氧化能力、增加脂質過氧化、蛋白質和細胞氧化損傷的程度來降低蜜蜂耐熱性；在蜜蜂中過表達DnaJ1基因有望提高蜜蜂在熱激脅迫條件下的存活率。由此，DnaJ1可以作為培育耐熱轉基因蜜蜂品種的候選熱激響應基因。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明的第一方面，提供DnaJ1基因或者其表達產物作為靶標在如下1)或2)中的應用：

1)調控蜜蜂在熱激脅迫條件下的抗熱能力；

2)培育在熱激脅迫條件下抗熱能力增強的蜜蜂品種。

本發明的第二方面，提供特異性檢測DnaJ1基因或者其表達產物的試劑在制備用于檢測蜜蜂在熱激脅迫下抗熱能力的產品中的應用。