蜘蛛丝基因MaSp1在转基因家蚕中的表达分析(英文)

利用反向PCR、定量PCR以及免疫共沉淀等方法分析研究转基因家蚕的丝素蛋白及基因的结构和性质。结果表明:(1)在DNA水平上,MaSp1基因整合进了家蚕的基因组,插入位点位于scaffold 868;(2)在RNA水平上,MaSp1的表达并不干扰其他3个基因(Fib-H,Fib-L and P25)的表达水平,并且外源基因MaSp1的表达水平略高于Fib-H;(3)在蛋白质水平上,MaSp1蛋白的丰度大约占丝素总蛋白的2%,而且通过自身的LBS区段和轻链蛋白(Fib-L)形成分子间二硫键,从而融入蚕丝蛋白复合体。     

蜘蛛丝基因MaSp1在转基因家蚕中的表达分析(英文)

利用反向PCR、定量PCR以及免疫共沉淀等方法分析研究转基因家蚕的丝素蛋白及基因的结构和性质。结果表明:(1)在DNA水平上,MaSp1基因整合进了家蚕的基因组,插入位点位于scaffold 868;(2)在RNA水平上,MaSp1的表达并不干扰其他3个基因(Fib-H,Fib-L and P25)的表达水平,并且外源基因MaSp1的表达水平略高于Fib-H;(3)在蛋白质水平上,MaSp1蛋白的丰度大约占丝素总蛋白的2%,而且通过自身的LBS区段和轻链蛋白(Fib-L)形成分子间二硫键,从而融入蚕丝蛋白复合体。     

家蚕蚕丝蛋白基因表达调控研究进展

家蚕蚕丝蛋白是由家蚕丝腺特异合成的,蚕丝蛋白主要由丝素和丝胶组成。其中,丝素包括丝素重链(Fib-H)、丝素轻链(Fib-L)和P25共3种蛋白,其基因的表达主要是在转录水平上受到一系列反式作用因子与相应顺式作用元件的共同调控。蚕丝蛋白基因的表达具有组织和时期特异性,但是这种特异性并不是十分严格。     

家蚕丝素蛋白轻链基因(Fib-L)cDNA及启动子的克隆与分析

为了利用家蚕丝素蛋白轻链基因(Fib-L)及启动子元件开展转基因研究,克隆了家蚕品种797的Fib-L cDNA及启动子,并比较了6种不同品种来源的Fib-L基因的cDNA序列。结果表明,轻链基因cDNA长为786 nt,编码了包括由18个氨基酸组成的信号肽在内的共262个氨基酸的蛋白质前体;启动子序列分析显示其包括典型的TATA盒和类CAAT盒序列以及丝腺特异性结合位点等。用Fib-L启动子控制报告基因Egfp,进行家蚕BmN细胞内的瞬时表达研究,结果表明,Fib-L启动子驱动的Egfp报告基因可以在BmN细胞瞬时表达。     

利用RNAi技术沉默稻纵卷叶螟膜结合型海藻糖酶基因

【目的】明确沉默稻纵卷叶螟膜结合型海藻糖酶基因(CmTre2)对其生长发育的影响,为稻纵卷叶螟的防治奠定理论基础。【方法】基于RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术,针对稻纵卷叶螟膜结合型海藻糖酶基因(CmTre2)设计靶位点,体外合成双链RNA(dsCmTre2),将其注射入稻纵卷叶螟3龄幼虫体内,观察试虫表型变化,用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测CmTre2的表达水平,测定酶活力。【结果】注射dsCmTre2的幼虫取食量明显下降,生长发育阻滞,体型变小,出现畸形和死亡现象。注射dsCmTre2后5 d,幼虫死亡率明显高于对照组,存活幼虫体重明显轻于对照组;CmTre2和几丁质合成酶B基因(CmCHSB)的表达量较对照分别下降53.70%和34.41%;膜结合型海藻糖酶活力较对照组下降35.61%。【结论】CmTre2基因对稻纵卷叶螟的生长发育具有重要作用,该基因的沉默影响几丁质合成,引起发育障碍。该研究结果为进一步利用RNAi技术在田间防治稻纵卷叶螟奠定了基础。     

利用RNA干扰技术沉默稻纵卷叶螟几丁质合成酶A基因

稻纵卷叶螟(Cnaphalocrocis medinalis)是一种主要的水稻害虫,几丁质合成酶是昆虫体内几丁质合成通路中的一个关键酶,在昆虫生长发育中具有重要作用,是控制害虫的理想靶标。本文采用RNA干扰(RNAi)技术,以稻纵卷叶螟几丁质合成酶A基因(CmCHSA)为靶标,设计两个靶位点CmCHSA-I和CmCHSA-II,在体外分别合成其双链RNA(dsRNA),用显微注射法导入3龄幼虫体内,然后通过表型观察和荧光定量PCR(RT-q PCR)检测干扰效应。结果表明,注射两种dsRNA后纵卷叶螟对水稻的取食明显下降,生长发育阻滞,虫体变小变黑和畸形,有的出现死亡。RT-q PCR表明,注射CmCHSA-I和CmCHSA-II两种dsRNA在96 h后,CmCHSA的表达量相比对照分别下降了59%和64%。注射CmCHSA-I和CmCHSA-II两种dsRNA 7 d后,稻纵卷叶螟的死亡率分别为80%和83.33%,与对照组相比,分别增加了66.67%和70%。本研究用注射法RNAi技术成功实现了对稻纵卷叶螟几丁质合成酶A基因的沉默,为利用该技术研究昆虫基因的功能,以及通过转基因RNAi技术防治稻纵卷叶螟奠定了基础。     

家蚕脱胶蚕丝的蛋白组成成分

【目的】探讨家蚕（Bombyx mori）蚕丝纤维脱胶后蛋白质成分的变化,为了解丝蛋白在蚕丝纤维中的分布特征打下基础,并为改进蚕丝纤维加工工艺提供依据。【方法】利用木瓜蛋白酶、碳酸钠、尿素、中性皂和碱水法5种方法对蚕茧进行脱胶处理;并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳检测不同方法处理的蚕丝和不同蚕丝加工产品的脱胶程度,以及脱胶对丝素的影响;利用FASP酶解法和液相色谱-串联质谱联用的技术鉴定不同方法脱胶后的蚕丝及各种蚕丝加工产品的蛋白组分;利用生物信息学的方法对鉴定到的丝蛋白进行注释并通过非标定量的方法比较各种样品中丝蛋白的丰度。【结果】通过5种方法对蚕茧丝进行脱胶,蛋白电泳检测发现木瓜蛋白酶法降解丝胶蛋白的同时基本不会破坏丝素蛋白;碳酸钠法对丝胶的降解能力较弱,但对丝素的降解较强;中性皂法和尿素法对丝胶蛋白和丝素蛋白的降解都比较严重;碱水法的效果不理想。通过蛋白质组学研究发现木瓜蛋白酶和中性皂法脱胶后的蚕丝中几乎没有丝胶蛋白,主要是丝素蛋白、seroin 1和甘氨酸富含蛋白等;尿素法和碳酸钠法脱胶后的蚕丝中残留蛋白最少,主要是丝素蛋白和甘氨酸富含蛋白等。通过蛋白电泳检测了6种蚕丝加工产品中的蛋白质,发现生丝和胚绸中的丝素蛋白比较完整,绸、缎和电力纺中的丝素蛋白出现了部分程度的降解,而丝绸旧衣中的丝素蛋白有严重的降解。通过蛋白质组学分析发现生丝和胚绸中的主要成分包括3种丝素、丝胶1、seroin 1、osiris 9a、甘氨酸富含蛋白和蛋白酶抑制剂SPI51等;绸、缎和电力纺的主要成分包括3种丝素蛋白和seroin 1,而丝绸旧衣中的主要成分包括3种丝素蛋白和甘氨酸富含蛋白。【结论】木瓜蛋白酶脱胶法能够最大程度地保持丝素纤维的完整性,碳酸钠和尿素法的脱胶程度最高。生丝和胚绸中的丝胶蛋白含量很高,丝素纤维比较完整。绸、缎和电力纺中的丝胶蛋白很少,丝素纤维有部分程度的降解。蚕丝经过彻底的脱胶后还剩余的蛋白包括丝素重链、丝素轻链、丝素p25、seroin 1和甘氨酸富含蛋白。     

转CmTre1基因RNA干扰水稻的室内和田间抗虫性鉴定

稻纵卷叶螟是一种主要的水稻害虫,海藻糖酶是昆虫几丁质合成通路上的关键酶之一。该研究对转稻纵卷叶螟可溶性海藻糖酶基因(CmTre1)双链RNA(dsRNA)水稻进行了室内和田间抗虫性鉴定。叶片测定结果表明,取食转CmTre1基因dsRNA水稻株系608的稻纵卷叶螟死亡率为70.00%,校正死亡率为50.95%。定量PCR检测表明,幼虫取食608株系后其体内CmTre1基因的mRNA水平下降59.00%,该基因的表达被抑制。田间抗虫性检测结果表明,608株系的卷叶率为15.06%,白叶率为13.98%,与对照差异显著。转CmTre1基因RNA干扰(RNAi)水稻对稻纵卷叶螟具有抗性。该研究为利用RNAi技术对稻纵卷叶螟进行绿色防控奠定基础。     

不同菌种固态发酵降解棉粕蛋白效果分析

为了探索降解棉粕大分子蛋白的有效方法,试验采用假丝酵母菌(1630)、米曲霉(2174)和黑曲霉(2377)及3菌种等比例混合菌液固态发酵处理棉粕,测定发酵棉粕粗蛋白、酸溶蛋白及总氨基酸、游离氨基酸,并分析肽结合氨基酸。试验结果表明,所选用菌种发酵处理棉粕后粗蛋白、酸溶蛋白及其总氨基酸、游离氨基酸(除酵母菌外)分别提高3.48%~8.20%、7.58%~16.92%、0.72~6.90 mg/g和1.24~6.72 mg/g。本试验提示,所采用的3菌种及其等比例混合菌液均有降解棉粕大分子蛋白的作用,尤以黑曲霉及混合菌液降解效果最佳。     

转CmCSA基因双链RNA水稻的RNAi效应鉴定

稻纵卷叶螟是危害水稻的主要害虫之一,几丁质合成酶是昆虫几丁质合成通路上最后一个酶,对昆虫的生长发育至关重要。本研究对转稻纵卷叶螟几丁质合成酶A基因双链RNA(dsCmCSA)水稻进行了室内和田间RNA干扰(RNAi)效应鉴定。结果表明,相比于对照组,取食转dsCmCSA水稻的稻纵卷叶螟体型变小,蜕皮困难,出现畸形表型,死亡率明显增加。实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分析表明,取食转基因水稻株系CAⅡ-5的幼虫体内CmCSA表达量比对照组下降了54. 00%。田间实验结果表明,转基因水稻株系CAⅡ-5的卷叶率和白叶率分别为7. 98%和5. 04%,与对照组差异显著。转dsCmCSA水稻具有明显的RNAi效应,抗虫效果较好。该研究为利用转基因RNAi技术对稻纵卷叶螟进行绿色防控奠定基础。     

丝素肽的制备及其理化性质研究

为了研究丝素肽的制备工艺及其理化性质,用沸腾的质量分数40%CaCl2溶液溶解精炼的废蚕丝,将制得的丝素蛋白盐溶液加入Alcalase酶进行酶解反应,酶解液经超滤器超滤后的丝素肽溶液再用纳滤设备脱盐,得到的溶液进行喷雾干燥即制得丝素肽粉,同时对丝素肽粉的理化性质进行测定。结果表明,制得的丝素肽粉中丝素肽含量为929.6 g/kg;当其水解度为17%时,丝素蛋白水解产物中主要组分的相对分子质量分别为249和762,含量分别约占72.9%和15.5%,当水解度为21%时,丝素蛋白水解产物中主要组分的相对分子质量分别为209和668,含量分别约占84.4%和7.2%;丝素肽主要氨基酸(甘氨酸、丙氨酸、酪氨酸和丝氨酸)的含量之和占其氨基酸总量的85%左右;其平均疏水性为2.29 kJ/残基;丝素肽在pH为2~10时具有很好的溶解性;丝素肽溶液的黏度较小,且随浓度增加,丝素肽溶液的黏度增加不大。可见,丝素肽具有良好的理化特性和营养特性,应用前景广阔。     

非洲绿猴肾细胞外源绿色荧光蛋白基因表达的RNA干扰

非洲绿猴肾细胞(Vero)是多种病毒的适应细胞。本研究将外源的绿色荧光蛋白(GFP)基因转染到Veto-E6中,并利用体外转录合成的绿荧光蛋白短双链干扰RNA(siGFP)其表达进行干扰。结果显示：siGFP能有效阻断外源的绿色荧光蛋白基因在Vero-E6细胞中的表达,而不相关的siRNA则对绿荧光蛋白基因的表达没有影响。这为利用RNAi技术在Vero-E6细胞中,抑制外源基因的表达以及通过RNAi技术进行抗病毒的研究奠定了一定的基础。     

嫁接陆地棉查尔酮合成酶与查尔酮异构基因的克隆及表达分析

从陆地棉(Gossypium hirsutumL.)HM-40中克隆了查尔酮合成酶GhCHS和查尔酮异构酶GhCHI基因。GhCHS基因的开放阅读框全长为1 170 bp,编码389个氨基酸,查尔酮合成酶含有较多的磷酸化位点,推测激酶磷酸化可能与其功能的行使相关,进化分析表明查尔酮合成酶与可可(Theobroma cacao)的CHS蛋白相似性最高;GhCHI基因的开放阅读框全长为630 bp,编码209个氨基酸,查尔酮异构酶含有较多的磷酸化位点,推测激酶磷酸化可能与其功能的行使相关,进化分析表明查尔酮异构酶与红麻(Hibiscus cannabinus)的CHI蛋白相似性最高。qRT-PCR分析显示,在接种大丽轮枝菌VD07菌系后,这两个基因表达量逐渐增加,随着接菌处理时间的延长,相对表达量增加,推测它们在陆地棉抗黄萎病防卫反应中可能起重要作用。利用VIGS技术在嫁接棉中成功地沉默GhCHS基因和GhCHI基因,对沉默棉株接种大丽轮枝菌VD07,鉴定显示其病情指数分别为72.5和67.5,表现为感病;而转化空载体和未沉默的嫁接棉棉株的病情指数分别为30.0和31.2,表现为耐病,基因沉默后嫁接棉对黄萎病的抗性丧失。表明GhCHS基因和GhCHI基因在陆地棉抗黄萎病的过程中可能起重要作用。     

重组RNA干扰表达载体的构建与鉴定

干扰(RNA interference,RNAi)是指在进化过程中高度保守的、由双链RNA诱发的、同源mRNA高效特异性降解的现象。本研究以稻纵卷叶螟可溶型海藻糖酶基因(Cm Tre1)为靶标,设计RNAi靶位点并将其命名为Cm Tre1*,在其两端分别添加Bam H I与Spe I酶切位点并进行人工合成,然后经双酶切后与p1301植物表达载体连接,构建重组表达载体p1301-Cm Tre1*。PCR、双酶切和测序鉴定结果证明重组表达载体p1301-Cm Tre1*构建成功,并将其成功转入农杆菌LBA4404,构建基因工程菌。用含有p1301-Cm Tre1*质粒的农杆菌LBA4404浸染中花11号水稻的愈伤组织,经过愈伤组织的抗性筛选、分化和植株再生,获得26株阳性转基因植株。用取食非转基因水稻的稻纵卷叶螟作为对照,用实时荧光定量PCR方法分株测定取食转基因水稻稻纵卷叶螟体内Cm Tre1基因的mRNA表达水平,并检测其体内海藻糖酶活性变化。结果显示,相较于对照组,取食转基因水稻稻纵卷叶螟体内Cm Tre1基因表达量下降了44.79%,海藻糖酶活力平均下降了14.94%。研究结果表明转基因水稻的RNA干扰效应相当明显,能对取食其叶片的稻纵卷叶螟Cm Tre1基因起到明显的沉默作用。     

松材线虫P糖蛋白在药物代谢过程中的功能研究

  目的  探究松材线虫对药物敏感能力产生的分子机制，为防治松材线虫提供理论基础。  方法  本研究从松材线虫基因组中获得秀丽线虫同源解毒基因Bx-pgp23，并对该基因蛋白编码区进行PCR扩增，随后通过生物信息学对蛋白质Bx-PGP23理化性质、亲疏水性、跨膜区分布、磷酸化位点、二级结构和三级结构进行了分析和预测。并通过RNAi技术对Bx-pgp23进行沉默处理，分析Bx-pgp23沉默与否对松材线虫药物敏感程度的影响。  结果  生物信息预测结果显示PGP蛋白稳定系数为38.31，亲水系数为?0.018，三级结构预测PGP蛋白具有多个氨基酸参与构成α螺旋和β折叠并且具有多个核苷酸结合域和跨膜结构域。应用RNAi技术对Bx-pgp23基因进行基因沉默，沉默后的Bx-pgp23基因表达量变为原来的42.65%。药剂敏感性检测实验结果显示，在1.5和2.5 g/L苦参碱溶液处理24 h后，RNAi组松材线虫死亡率与对照组相比升高了7.2%和6.4%，在1.5和2.5 g/L的苦参碱溶液处理48 h后，RNAi组松材线虫死亡率与对照组相比升高9.0%和7.2%。  结论  蛋白质Bx-PGP23是一种稳定的亲水蛋白，具有跨膜外排功能。成功克隆Bx-pgp23基因并合成了该基因dsRNA。Bx-pgp23基因沉默影响了松材线虫对苦参碱的敏感性，在相同质量浓度的苦参碱胁迫下，RNAi组线虫死亡率明显高于对照组，说明Bx-pgp23基因在松材线虫药物代谢调控中发挥着正向调控作用。      

几种杀虫剂对棉大卷叶螟种群的控制作用

为系统研究杀虫剂对次要害虫棉大卷叶螟在转Bt基因棉花上的防治效果,以作用因子组配的自然种群生命表技术,评价了菜农2号、卡死克、敌敌畏、兴棉宝和虫螨杀星等农药在大田中对棉大卷叶螟种群的控制效果.结果表明,在各处理区对棉大卷叶螟的种群干扰作用控制指数分别为0.919 6、0.526 2、0.889 1、1.027 7和0.493 0.该结果与室内毒力测定的结果相一致,即菜农2号、卡死克、敌敌畏、兴棉宝和虫螨杀星的LC50分别为4.32、177.62、196.68、206.75、0.23 mg/L.生物农药虫螨杀星对棉大卷叶螟的防治效果最好,化学农药兴棉宝的防治效果最差.     

丝素的食用研究

叙述了从废丝中提取丝素蛋白的工艺流程及理论指标的测试方法,分析了丝素蛋白的组成,并做了小白鼠添食试验,结果表明：丝素蛋白为阶氨基酸,几乎具备人体必需的氨基酸,其含量约占氨基酸总量的１０％左右,理化指标符合营养食品要求;在解酒,降低胆固醇等方面效果明显。     

RNA干扰机制及其主要蛋白因子研究进展

RNA干扰(RNA interference, RNAi)是由双链RNA(double stranded RNA, dsRNA)分子介导的、在mRNA水平上关闭相应序列基因表达、使其沉默的过程。RNAi作为一种古老而保守的基因沉默机制,广泛存在于真核生物体内,在细胞的发育调控、抗病毒防御、修复遗传损伤、调节正常的基因等生命过程中起着重要的作用。RNAi机制可以分为3个阶段：启动阶段、效应阶段及扩增阶段。RNAi干扰相关的主要蛋白因子有Dicer酶、Argonaute(AGO) 蛋白家族和RNA依赖的RNA聚合酶(RNA\|dependent RNA polymerase, RdRP)。文章对RNAi机制及其相关主要蛋白因子进行简要综述。     

三种转基因抗虫棉对棉大卷叶螟的抗性

通过室内饲养测定和田间调查,研究转双价基因棉中棉所45、中棉所41和转Bt基因杂交棉鲁棉研15对棉大卷叶螟的抗性。结果表明,3种转基因抗虫棉与对照中棉所23相比均表现出极显著抗性,其中中棉所45抗性与中棉所41相当,两者都略高于鲁棉研15。3种转基因抗虫棉对棉大卷叶螟第二代的抗性均高于第三代。     

朱砂叶螨β-COP和Sro基因鉴定及其沉默致死效果

【目的】明确朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)β-COP和Sro两条基因分子生物学信息,并基于优化的RNAi体系评价它们的致死效应,为筛选适用于RNAi防控的靶基因打下基础。【方法】首先克隆目的基因的全长,并通过序列的同源比对、保守区域及蛋白结构预测以及系统进化树的构建明确其分子生物学信息;其次通过减少ds RNA降解因素、并适时补充ds RNA等方法改进朱砂叶螨的RNAi体系,从而延长干扰时间。利用定量PCR技术检测特定时间点的沉默效率,评价优化RNAi体系后的沉默效果;最后在沉默目的基因β-COP和Sro后,检测朱砂叶螨在各特定时间点的死亡率,评价目的基因在RNAi下的致死效果,并观察相应的致死表型。【结果】β-COP开放阅读框长度为2 688 bp,编码895 aa,属于"WD40 superfamily"及"Coatomer_WDAD superfamily",包含了"WD 40"和"Coatomar_WDAD"的保守区域。Sro的开放阅读框长度为1 119 bp,编码372 aa,具有典型的短链脱氢酶所特有的两个特征,即与NADP+biding结合位点基序"TGxxx Gx"和"Yxxx K"及其上游的天冬氨酸(Asn)、丝氨酸(Ser)活性位点。优化后的RNAi体系可在96 h内能稳定保持50%左右的沉默效率,使用该方法干扰朱砂叶螨β-COP和Sro两条致死基因48 h后试验组与对照组的死亡率均有显著性差异,用β-COP的ds RNA片段干扰雌成螨108 h后,死亡率达57.4%;用Sro的ds RNA片段干扰若螨96 h后,死亡率达28.8%。死亡个体均具有明显的表型,β-COP试验组死亡表型为4对足蜷缩在体侧;Sro试验组则在静伏期死亡或在蜕皮过程中无法蜕皮而死亡。【结论】优化的朱砂叶螨RNAi技术有稳定持续的沉默效果。β-COP和Sro与RNAi技术相结合,验证了这两条目的基因的沉默可对朱砂叶螨产生一定的致死效应,表明此类基因与技术加成的模式极具开发和利用的潜力,为今后基因功能验证和筛选以及开发以RNAi技术为基础的朱砂叶螨防控方法提供了依据。