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抗冻蛋白(antifreeze proteins, AFPs)也称为热滞蛋白(thermal hysteresis proteins,THPs),是一类具有热滞效应、冰晶形态效应和重结晶抑制效应的蛋白质,它能够借助氢键吸附于冰晶表面来抑制冰晶的生长、改变冰晶结构以及抑制冰晶的重结晶。自1969年首先在北极冷水鱼类中发现抗冻蛋白以来,陆续在昆虫、植物、细菌和真菌等生物体内发现了抗冻蛋白。目前虽然抗冻蛋白研究主要集中于鱼类,但是研究表明昆虫抗冻蛋白是鱼类抗冻蛋白活性的10～100倍,而植物抗冻蛋白的热滞活性比鱼类的还要低。因而研究昆虫抗冻蛋白并利用抗冻蛋白在低温中长期保存各种细胞、组织和器官,特别在器官移植中可能具有很好的应用前景,同时将抗冻蛋白基因导入植物中,有可能提高植物的抗寒性能,从而使作物在低温胁迫环境中能正常生长并提高作物的产量。本研究工作主要包括三个方面:以同源序列克隆侯选基因的方法开展三种新疆荒漠昆虫抗冻蛋白基因的克隆;将所克隆基因进行大肠杆菌表达和酵母表达;检测抗冻蛋白的抗冻保护活性等。首先,根据GenBank 上已发表的各物种的AFP 基因序列,分析其保守性并据此设计引物,经过RT-PCR 扩增出新疆荒漠甲虫准噶尔小胸鳖甲Microdera punctipenis dzunarica、光滑鳖甲Anatolica (Eschsch)Polita borealis Kasz 和卵刺甲Platyscelis pleiopleura Ovata Ballion 的核心序列并将其连接上pMD18-T 载体,经DNA 序列测定,测序结果与GenBank中AFP基因序列进行同源性比较,确定所得片段为AFP基因的核心片段。根据已获得的核心序列设计3`-RACE和5`-RACE引物扩增出AFP基因的3`末端和5`末端,再根据所获得的3`末端和5`末端的序列信息设计AFP 全长特异性引物,扩增出三种AFP基因的全长序列。其中,获得准噶尔小胸鳖甲抗冻蛋白基因家族序列19个,光滑鳖甲抗冻蛋白基因家族序列12个以及卵刺甲抗冻蛋白基因家族序列5个。将这些基因与已发表的拟步甲科黄粉甲Tenebrio molitor抗冻蛋白基因家族序