家蚕嗅觉相关蛋白质的研究进展

昆虫对气味物质的识别是一个非常复杂的连锁反应过程,气味分子首先被嗅觉感器淋巴液中的气味结合蛋白或化学感受蛋白所结合,然后运转到位于嗅觉神经元末梢膜上的气味受体并将其激活,最后引起嗅觉神经兴奋,并传入中枢神经而被感知。家蚕成虫的嗅觉十分灵敏,长期以来一直作为研究昆虫化学通讯的理想模型。近年来,随着家蚕分子生物学研究的不断深入,在家蚕中已发现了7种气味结合蛋白、多种化学感受蛋白和气味受体蛋白,这些蛋白质因子对于家蚕识别气味分子起着关键作用,但多数蛋白因子的具体生理功能仍不清楚。以家蚕方面的研究为重点,综述了与嗅觉相关的蛋白质的生化特性、分子结构、基因表达及其生理功能等方面的研究进展。     

利用双色荧光观察分析重组家蚕杆状病毒对昆虫细胞及蚕体组织的感染

尝试将红色荧光蛋白(RFP)作为昆虫表达体系的分子标签,克隆了rfp基因的读码框,通过Bac-to-Bac杆状病毒表达系统,将该基因插入家蚕核型多角体病毒(BmNPV)中,获得重组杆状病毒BmNPV-rfp。对家蚕细胞的感染表明,rfp适于在昆虫细胞中表达,在显微镜下红色荧光很明显,说明RFP可以作为杆状病毒表达的分子标签。BmNPV-rfp和另一种插入绿色荧光蛋白基因gfp的家蚕重组杆状病毒BmNPV-gfp混合感染家蚕细胞和幼虫的实验表明,二者的荧光很少在同一细胞中发生重叠,说明昆虫细胞大多只感受1次同一来源的病毒。BmNPV-rfp、BmN-PV-gfp与AcNPV混合感染Sf21细胞的结果也证明了该推断,并且还显示AcNPV可以协助BmNPV来源的病毒基因在Sf21细胞中表达以及协助病毒增殖或产生杂交病毒,但尚未明确其机制。     

家蚕成虫雌雄差异的基因表达分析

研究家蚕成虫雌雄差异的基因表达,可为探究家蚕以及鳞翅目昆虫雌雄差异的分子机制提供线索。利用家蚕全基因组芯片检测家蚕成虫雌雄差异基因表达谱,并采用聚类及功能注释对芯片检测结果进行分析。结果显示有11677个基因在家蚕成虫中表达,其中有3312个基因在雄性个体表达上调,4254个在雌性个体表达上调。雌雄个体中表达上调基因的GO分类比较显示这2类基因在分子伴侣调控、电子载体等功能方面差异较大。在雌雄差异基因的功能注释中发现了与性腺特异性、发育繁殖及选择拼接因子等相关的基因。家蚕成虫存在的与雌雄个体特异相关的差异表达基因,可作为家蚕雌雄个体性别相关的生物遗传学标志。     

转录抑制因子RYBP的研究进展

Pc G蛋白(polycomb group proteins)是多细胞有机体中一类重要的表观遗传抑制因子,其功能是维持细胞分化和个体生长发育过程中基因的正确表达。转录抑制因子RYBP(Ring1 and YY1 binding protein)是Pc G蛋白家族成员,可以与Ring1A、YY1和M33等其他Pc G蛋白家族成员相互作用,通过形成蛋白质复合体的形式行使功能。本文简述RYBP基因在小鼠(Mus musculus)和果蝇(Drosophila melanogaster)等模式生物中的表达特征,综述RYBP在基因转录调控、干细胞分化、细胞凋亡和恶性肿瘤发生中的作用及其转录抑制机制,以期较为详细了解RYBP的研究进展,为鳞翅目昆虫家蚕(Bombyx mori)RYBP的研究提供借鉴。     

化学感受蛋白家族基因在家蚕5龄幼虫表皮中的表达分析

化学感受蛋白(chemosensory protein,CSPs)在昆虫的免疫反应、生长发育及信号传递过程中起重要作用。以耐高温家蚕品种为材料,研究高温饲养环境下,作为家蚕物理屏障及感觉器官的表皮中化学感受蛋白基因的表达变化。依据从家蚕基因组数据库获得的15个家蚕CSPs基因(Bm CSPs)的序列设计引物,通过RT-PCR检测正常饲育温度(28℃±0.5℃)下,Bm CSP1、Bm CSP4、Bm CSP6、Bm CSP7、Bm CSP8、Bm CSP9、Bm CSP11和Bm CSP15等8个基因在家蚕5龄第2天幼虫的表皮中有表达;通过半定量RT-PCR和qRT-PCR检测在高温(35℃±0.5℃)饲育环境下,5龄第2天幼虫表皮中Bm CSP8和Bm CSP15的表达水平显著上调,其他6个Bm CSPs基因的表达水平未见显著变化。初步推测Bm CSP8和Bm CSP15可能与家蚕幼虫对高温环境的应激反应有关。     

家蚕氨肽酶N家族基因在5龄幼虫中肠组织的表达分析

氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是一种偏好水解蛋白质或寡肽N端中性氨基酸的酶,在鳞翅目昆虫中主要分布于中肠上皮细胞的刷状缘囊膜上,是苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)伴孢晶体(Cry)毒素的重要受体蛋白。为了研究家蚕APN家族基因的表达特征,运用Real-time PCR技术检测分析该家族基因在不同家蚕品种幼虫中肠组织的表达差异以及同一家蚕品种幼虫中肠组织中该家族基因各个成员的表达丰度。在所有供试家蚕品种的幼虫中肠组织均可检测到APN家族基因的表达,但不同化性家蚕品种间APN基因的表达水平存在显著差异(P<0.05),而相同化性品种间的差异较小(P>0.05);在同一家蚕品种幼虫中肠组织中,APN2、APN4、APN5基因的表达量较高,而APN1及APN3基因的表达量较低。研究结果有助于进一步研究家蚕APN家族基因的作用机制,并为家蚕抗Bt品种的选育提供理论依据。     

苜蓿尺蠖核多角体病毒对家蚕核多角体病毒在蚕体内复制的干扰

昆虫杆状病毒具有相对狭窄的宿主域.虽然苜蓿尺蠖核型多角体病毒(AcMNPV)和家蚕核型多角体病毒(BmNPV)两者DNA序列的同源性在95%左右,但AcMNPV不能在家蚕细胞中很好的复制,对家蚕幼虫不具有致病能力,但其基因组中个别基因可在被接种该病毒的家蚕幼虫体内表达.这些基因的表达可能对共感染的优势病毒BmNPV复制所需原料蛋白及转录因子形成竞争,进而抑制BmNPV在家蚕幼虫体内的复制表达.     

环磷酸鸟苷依赖性蛋白激酶1基因(pkg1)在不同人工饲料摄食性家蚕品种的表达特征

不同家蚕品种对人工饲料的摄食性存在很大差异,为探讨这种摄食性差异的分子调控机制,应用实时荧光定量PCR方法检测不同摄食性品种(品系)幼虫在正常条件下和经饥饿、食物刺激及忌避物刺激处理后头部的环磷酸鸟苷依赖性蛋白激酶1基因(pkg1)表达水平。正常条件下,pkg1在不同摄食性家蚕品种(品系)幼虫头部的表达存在较大差异,高摄食性品种(品系)中该基因的表达量显著高于低摄食性品种(品系)。不同摄食性家蚕品种(品系)4龄起蚕饥饿12 h后,其头部pkg1的表达量显著升高。当饥饿12 h后的4龄起蚕再分别进行食物刺激及忌避物的气味刺激处理,其中桑叶气味刺激能使高、低摄食性家蚕品种(品系)之间pkg1的表达差异减小;不含桑叶粉的人工饲料气味刺激则引起低摄食性品种(品系)pkg1的表达量显著下调,使高、低摄食性家蚕品种(品系)之间的pkg1表达差异增大;忌避物质樟脑对不同摄食性家蚕品种(品系)幼虫pkg1基因的表达影响较小。试验结果说明,pkg1可能与家蚕的摄食性有密切关系,推测该基因的上调表达具有促进家蚕摄食人工饲料的潜在功能。     

家蚕黑化突变体分子机制研究进展

黑化现象在昆虫中时有发生,其分子机制和对昆虫生理特性的影响一直是昆虫学研究的热点。家蚕作为重要的经济昆虫和鳞翅目的模式生物,拥有的20余种黑化突变品种是研究昆虫黑化的重要实验材料。总结了家蚕黑色素合成代谢途径与相关功能基因,综述了家蚕褐头尾斑(bts)突变、第二褐头尾斑(bts2)突变、黑蛹(bp)突变、煤色(so)突变、暗化型(mln)突变、颊尾斑(cts)突变等几种主要家蚕黑化突变品种及产生机制的研究成果,并结合其他昆虫黑化的相关研究成果进行分析比较,对未来家蚕黑化突变的研究发展方向进行了展望。     

家蚕RYBP基因的结构与表达模式分析及转基因干涉系统的建立

多梳蛋白(polycomb group,PcG)是一类对生物有机体生长发育很重要的转录抑制因子,参与有机体的发育调控。Ring和YY1结合蛋白(Ring and YY1 binding protein,RYBP)是在小鼠(Mus musculus)和果蝇(Drosophila melanogaster)中推断的PcG蛋白成员。基于生物信息学分析方法,设计引物克隆了家蚕的RYBP基因(BmRYBP);序列结构分析显示该基因有一个420 bp的完整ORF,由3个外显子和2个内含子组成,编码139个氨基酸,预测其蛋白质分子质量为15.4 kD,等电点为10.36,N端的20～44 aa有一个与蛋白间相互作用有关的锌指结构域(ZnF-RBZ);半定量RT-PCR分析显示,该基因在家蚕5龄3 d幼虫生殖腺中高水平转录;基于GAL4/UAS双元系统,构建了具有BmRYBP序列反向重复结构的转基因干涉表达载体,通过显微注射家蚕早期胚胎,获得了UAS系统的转基因家蚕后代,为研究BmRYBP在家蚕生长发育过程中行使的功能奠定了基础。     

家蚕Hox基因的功能及调控研究新进展

Hox基因是重要的转录因子,是昆虫躯体模式发育中的主调控基因,并对附肢的发育有重要的作用.不同生物为适应自然环境进化出不同的躯体模式和附肢,这与Hox基因的进化存在内在的关联.家蚕(Bombyx mori)是鳞翅目的模式昆虫,其躯体模式及附肢的决定机制研究对其他鳞翅目昆虫具有重要参考意义.本文对家蚕Hox基因结构、功能和靶基因等方面的研究进展进行了综述.     

昆虫气味受体的分子进化与信号转导的研究进展

昆虫气味受体(Odorant receptors, Or)基因家族的分子演变与其对环境的生态适应性密切相关,在昆虫的生存和种族繁衍及躲避敌害中起着重要作用。Or基因展现出多种进化模式,有基因结构的变化、染色体位置的变化和复制变化,通过这些变化获得或失去某种功能,以适应生态环境变化。昆虫气味受体的拓扑学证明,它是与典型的G-蛋白耦联受体(哺乳类气味受体)反向的跨膜分布,通过特殊的离子门控通道和环核苷酸激活的非选择性离子通道,将气味分子信号传递到嗅觉感受器内嗅觉神经元,从而对气味作出简单、快速而有效的反应。     

家蚕Alltostatin及Allatotropin的基因组鉴定与表达特征分析

抑咽侧体神经肽(Allatostatin,AS)和促咽侧体神经肽(Allatotropin,AT)是控制昆虫保幼激素合成的激素.本研究应用BlastP程序,鉴定了家蚕基因组中的AS及AT,并发现它们只有一个拷贝.利用家蚕表达特征的全基因组芯片数据,调查了AS及AT在家蚕的组织和发育表达特征.结果发现,AS在5龄3天至上蔟的发育阶段以及5龄3天的头部组织表达,相反,AT则没有表达,这与保幼激素的活动规律较一致.但AS在中肠的高表达是否有特殊的功能,还有待进一步研究.这些分析为我们深入研究AS及AT在家蚕中的调控机制奠定了基础.     

1-脱氧野尻霉素的来源及合成研究进展

1-脱氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin,DNJ)是一种有效的α-糖苷酶抑制剂,具有显著的降血糖作用。野尻霉素最先从链霉菌中发现,而天然DNJ最先是从桑根皮中分离到的。在植物中,已从桑树(MorusL.)、鸭跖草(Commelina communis)、风信子(Hyacinthus orientalis)以及沙参属植物(Adenophora triphyllavar.japonica)中分离鉴定到DNJ,其中桑树中的DNJ含量最高,并且因桑品种、药用部位、季节气候、地理土壤、叶位和发育阶段等因素的不同而存在很大差异。在微生物中,已从多种链霉菌和芽孢杆菌中分离到DNJ,还发现从桑树中分离到的嗜麦芽寡养假单胞杆菌(Stenotrophomonas maltophilia)和藤黄微球菌(Micrococcus luteus)2种内生菌也能够产生DNJ,已对多种微生物产DNJ的发酵条件进行研究。在昆虫中,除家蚕(Bombyxmori)富含DNJ外,野桑蚕(Bombyxmandarina)、桑蟥(Rondotia menciana)、桑尺蠖(Phthonandria atrineata)、桑螟(Diaphani apy-loalis)等取食桑叶的单食性或寡食性昆虫也富含DNJ,昆虫体内的DNJ来源于食物,其中家蚕体内DNJ的含量因蚕品种、发育时期、组织器官以及饲料等因素的不同而异,家蚕随龄期进展存在着对DNJ的吸收富集和排泄的周期性变化。目前已经对链霉菌、芽孢杆菌和鸭跖草体内DNJ的生物合成途径进行了探索,发现不同物种体内DNJ的合成机制不同。另已探明了DNJ的3种主要合成方法,人工合成的一些DNJ衍生物已经应用于临床。     

苏云金芽孢杆菌YJ-2000菌株对家蚕安全性和杀虫活性的评价

应用时间-剂量-死亡率模型就苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)YJ-2000菌株对6种鳞翅目昆虫的杀虫活性作了初步评价。该菌株对家蚕基本无毒性,而对蔬菜害虫小菜蛾、菜粉蝶,水稻害虫三化螟、二化螟,桑树害虫桑螟幼虫均有不同程度的毒性,其中对小菜蛾和菜粉蝶的毒性最强;幼虫死亡率可高达100％。该菌株是对家蚕安全而对其它鳞翅目害虫具杀虫活性的特异性菌株,有望用于养蚕地区桑园及其邻近作物的鳞翅目害虫防治。     

昆虫味觉受体研究进展

化学感受受体在昆虫的觅食、食物选择、交配和产卵等行为中发挥着重要作用。随着果蝇、按蚊、蜜蜂、赤拟谷盗和家蚕等昆虫基因组测序的完成。各物种中完整化学感受受体（包括嗅觉受体和味觉受体）得以鉴定,并从中鉴定出与气味识别、食物选择密切相关的受体基因,如果蝇的二氧化碳受体基因DmGr21a和DmGr63a,糖受体DmGr5a,以及冈比亚按蚊识别人类气味的AgOrl等。其中,昆虫的味觉受体功能与昆虫食物选择、大量取食直接相关。本文就目前昆虫基因组中味觉受体的鉴定、进化、表达和功能等方面的研究进展进行了综述。对味觉受体功能的研究,将有助于我们认识昆虫味觉编码的分子基础和神经调控网络,也是研究昆虫与植物相互关系的热点。     

Alterations in the bovine bronchoalveolar lavage proteome induced by dexamethasone

Stressors such as transportation, weaning and co-mingling increase susceptibility to bacterial pneumonia in cattle and are associated with elevated levels of endogenous glucocorticoids. To determine the effect of glucocorticoids on the proteins expressed in the fluid lining the respiratory tract, bronchoalveolar lavage (BAL) was performed on cattle treated with dexamethasone or saline and proteins were resolved by two-dimensional electrophoresis (2-DE). Significant changes in expression were observed for 9 of the 363 detected spots, and the identities of these proteins were determined by mass spectrometry. Consistent with the initiation of an acute phase response, the expression of alpha-1-acid glycoprotein (orosomucoid) and alpha-1-antitrypsin was increased and alpha-2-HS-glycoprotein (fetuin) was decreased in the BAL fluid of dexamethasone-treated cattle. In addition, dexamethasone induced the expression of two hydrophobic ligand-binding proteins, adipocyte-fatty acid binding protein and odorant binding protein (OBP), as well as the proteins alpha-enolase, cofilin-1 and immunoglobulin J chain. OBP mRNA expression in bronchial biopsies was quantified by real-time RT-PCR and the 6-fold higher levels of expression observed in dexamethasone- versus saline-treated animals correlated with the changes observed in OBP protein level. These findings demonstrate glucocorticoid-dependent changes in the protein composition of the epithelial lining fluid of the respiratory tract, identifying proteins potentially integral to respiratory disease susceptibility.     

诱发滞育的温度和光照条件对家蚕胚胎生物钟信号主要基因表达的影响

为了深入研究温度和光照等昼夜节律授时因子对家蚕滞育的调控机制,以常规诱导滞育发生的温度与光照条件处理胚胎发育后期蚕卵,调查家蚕胚胎生物钟信号环路主要基因Cry1、Cry2、Per和Tim的表达对授时因子振荡变化的响应。结果显示:光照能够上调Cry1基因在家蚕胚胎发育后期的表达,温度则可改变该基因表达的振荡周期相位;温度在改变Cry2基因振荡表达相位的同时,低温(15℃)还能上调该基因在家蚕胚胎发育后期的表达;温度升高可缩短Per基因表达的振荡周期;黑暗诱导Tim基因振荡表达,温度则能够改变Tim基因表达的振荡周期相位。结果提示:家蚕胚胎中可能存在与其他昆虫类似的以CRY1为光感受器因子的生物钟信号环路,Cry1、Cry2、Per和Tim是家蚕胚胎期能够响应昼夜节律授时因子光照和温度而诱导滞育发生的生物钟基因。     

广东省昆虫微孢子虫资源调查及交叉感染的研究

为了探明广东省蚕区的家蚕新型微孢子虫来源 ,开展了昆虫微孢子虫资源的调查及昆虫间微孢子虫交叉感染的研究。先后从广东省蚕区家蚕体内分离到 8种新型微孢子虫 ,与家蚕传统微粒子病病原Nosemabombycis相比 ,不论是生物学特性以及对家蚕的病原性等方面均存在明显差异。对广东省不同地区捕捉的 389种昆虫进行显微镜调查 ,从 5 1种昆虫体中检到微孢子虫 ,其中 ,2 8种昆虫分离的微孢子虫可食下感染家蚕 ,18种对家蚕具胚种传染能力。调查了 9种昆虫分离的微孢子虫对 5种昆虫的病原性 ,也见明显的交叉感染现象