Molecular Characterization of the CDNA Encoding Ecdysone Receptor Isoform B1 and its Expression in the Oriental Fruit Fly, Bactrocera Dorsalis (Diptera: Tephritidae)

Abstract

The 20-hydroxyecdysone (20E) plays a critical role in a series of biological processes, via the ecdysone receptor/USP heterodimeric complex in arthropod. In order to clarify the regulatory mechanism of 20E, we characterized a full-length cDNA encoding a putative ecdysone receptor isoform B1 and named it as BdEcR-B1 in the oriental fruit fly, Bactrocera dorsalis. The BdEcR-B1 gene was 3,111 bp long, with an open reading frame of 2,304 bp, which encoded 767 amino acids with a predicated molecular weight of 83.3 kDa and an isoelectric point of 6.74. Alignment analysis revealed that the deduced protein sequence had 80% identity to EcR-B1 isoforms of various dipteran species, indicating that this gene was highly conserved during the evolution of the Diptera. Phylogenetic analysis suggested that BdEcR-B1 was orthologous to the EcR-B1 proteins identified in other insect species. Quantitative real-time PCR showed that BdEcR-B1 was expressed at all tested developmental stages, and the expression of BdEcR-B1 reached a significantly higher level just prior to the larval-pupa molt stage and in 4-d old pupa than those in other stages. Moreover, the BdEcR-B1 gene much more strongly expressed in gut and Malpighian tubule than those in the trachea and fat body, which suggests that this gene may be involved in tissue-specific function during larval development.

Resumen: El 20-hydroxyecdysone (20E) juega un papel crítico en una serie de procesos biológicos, a través del complejo receptor de ecdisona heterodimérica / USP en los artrópodos. Para aclarar el mecanismo de regulación del 20E, se caracterizó una codificación de cDNA de longitud completa de un receptor putativo de ecdisona isoforma B1 y se le nombró como BdEcR-B1 en la mosca oriental de la fruta, Bactrocera dorsalis. El gen BdEcR-B1 fue de 3111 pb de largo, con un marco de lectura abierto de 2304 pb, que codifica 767 aminoácidos con un peso molecular predicho de 83.3 kDa y un punto isoeléctrico de 6.74. El análisis de alineación reveló que la secuencia de la proteína deducida tenía 80% de identidad a isoformas EcR-B1 de insectos del orden Diptera, que indica que este gen es bastante conservado durante la evolución de Diptera. El análisis filogenético sugiere que BdEcR-B1 fue ortólogos a las proteínas EcR-B1, identificadas en otras especies de insectos. El análisis de PCR cuantitativo en tiempo real mostró que BdEcR-B1 se expresó en todas los etadios de desarrollo probados, y la expresión de BdEcR-B1 llegó a un nivel significativamente mayor en el estadio un poco antes de la muda de la larva a la pupa, y en las pupas de cuarto días de edad que en los de otros estadios. Por otra parte, el BdEcR-B1 mostró una mayor expresión en el intestino y túbulo de Malpighi que en las tráqueas y la grasa corporal, lo que sugiere que este gen puede estar implicado con una función específica de los tejidos en el desarrollo de las larvas.

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