家蚕五龄第1天与第4天后部丝腺蛋白质双向电泳图谱比较

【目的】家蚕后部丝腺是合成分泌占蚕丝总量75%～80%丝素蛋白的器官，通过后部丝腺蛋白的研究，有利于阐明家蚕分泌丝素蛋白及蚕茧优质、高产的机理。【方法】采用蛋白质双向电泳和图像分析技术，研究了家蚕不同品种五龄第1天和第4天后部丝腺细胞的蛋白质组成变化。【结果】发现各个品种五龄第1天和第4天后部丝腺细胞的蛋白质组成存在差异，但蛋白质水平的差异，远远小于从EST分析得出的基因表达水平的差异；不同家蚕品种，从五龄第1天到第4天，后部丝腺细胞的蛋白质组成的变化规律各不相同。【结论】暗示了家蚕丝素分泌的过程可能受到多种蛋白的调控，不同的品种，在调控位点及调控蛋白上存在着一定的差异，从而导致了不同品种家蚕后部丝腺细胞在分泌丝素能力上的差异。     

限量给桑对家蚕丝腺成长规律的影响

对不同指数限制给桑条件下家蚕五龄期丝腺成长规律、营养物质向蚕体组织和丝腺的分配比率、后部丝腺细胞核酸含量及茧质性状等作了比较研究．结果表明：限制给桑家蚕丝腺的成长规律与饱食区相仿，只因限制给桑使营养物质向丝腺的供给量减少，从而使丝物质的合成量较饱食区为少；而对蚕体重增加影响较小．后部丝腺细胞核酸含量的测定结果表明，限制给桑对ＤＮＡ的增加量影响较小，而对ＲＮＡ的增加量影响较大．限制给桑使得五龄经过延长，全茧量、茧层量减少，而茧层生产效率提高．ＲＮＡ合成茧丝蛋白的效率两处理区无明显差异     

家蚕hsp24.3基因的克隆及功能研究

 【目的】对家蚕 hsp24.3基因（Bmhsp24.3）的功能进行研究,为选育抗逆境家蚕品种提供基础材料和理论依据。【方法】在对家蚕基因组进行生物信息学分析的基础上,对家蚕低分子量热激蛋白基因 Bmhsp24.3进行克隆,然后利用家蚕的芯片数据对 Bmhsp24.3基因在5龄第3天幼虫不同组织中的表达模式进行分析,并利用半定量 RT-PCR技术,分别对 Bmhsp24.3基因在正常情况下和热刺激条件下家蚕5龄幼虫不同发育时期（1～6 d）后部丝腺中的表达状况以及10个不同家蚕品种5龄第3天幼虫丝腺中的表达情况进行了检测;最后将 Bmhsp24.3基因进行原核表达,获得重组蛋白 rBmHSP24.3,并进一步对该重组蛋白的功能进行了体外验证。【结果】Bmhsp24.3基因的编码区（CDS）长度为633 bp,编码210个氨基酸,为单外显子基因;RT-PCR检测发现该基因在家蚕的体壁、脂肪体以及丝腺组织中有较高水平表达,在其它组织中的表达不明显;同对照相比,不同家蚕品种以及不同发育时期的5龄幼虫在热刺激后,其后部丝腺中的Bmhsp24.3基因的表达显著升高。经 Native-PAGE和 SDS-PAGE分析表明,在高温条件下,表达获得的重组蛋白rBmHSP24.3能与硫氰酸酶形成稳定的复合物,使底物蛋白免受热刺激胁迫而变性,从而起着分子伴侣的作用。【结论】重组蛋白 rBmHSP24.3在体外具有分子伴侣的功能,推测该蛋白在家蚕体内同样具有分子伴侣的功能,在家蚕的抗逆境适应过程中起重要作用。     

家蚕bHLH转录因子Bmdimm与Bmchip的相互作用

【目的】bHLH转录因子Bmdimm是家蚕（Bombyx mori）5龄后期调控蚕丝蛋白丝素重链基因表达的重要转录因子。分析发现Bmdimm蛋白中包含有可能发生泛素化修饰的赖氨酸残基K43,因此推测Bmdimm可能发生泛素化修饰而被降解。Bmchip属于家蚕泛素连接酶E3家族中的U-box亚家族,在家蚕5龄期后部丝腺中有表达。论文旨在明确Bmdimm与Bmchip之间的相互作用,以便于更好地理解Bmdimm在家蚕体内的泛素化修饰及其对丝素重链基因转录调控的生物学意义。【方法】利用家蚕各组织基因芯片表达谱分析Bmdimm和Bmchip在后部丝腺中的表达情况;分别通过PCR和基因合成获得Bmdimm和Bmchip的CDS序列,将其构建到不同的原核表达载体并转化大肠杆菌表达目的蛋白,筛选最优的表达条件;利用镍柱亲和层析纯化融合蛋白,加入蛋白酶酶切,并再次通过镍柱亲和层析去除融合标签,纯化Bmdimm和Bmchip蛋白;利用凝胶过滤层析分析Bmdimm和Bmchip在溶液中的聚集状态;利用圆二色光谱研究Bmdimm和Bmchip蛋白的二级结构;利用Far-western blotting和Pull-down研究Bmdimm和Bmchip在体外的相互作用;利用微量热泳动研究Bmdimm和Bmchip结合的亲和力。【结果】基因芯片表达谱揭示Bmdimm和Bmchip在家蚕5龄期后部丝腺中都有表达。构建了Bmdimm和Bmchip多种表达载体,发现ppSUMO-Bmdimm和pET-32M·3C-Bmchip表达载体在16℃,0.3 mmol·L^-1 IPTG诱导下表达最好,并以此为基础表达纯化了Bmdimm和Bmchip蛋白;凝胶过滤分析表明Bmdimm和Bmchip蛋白在溶液中主要以二聚体的形式存在;圆二色光谱显示Bmdimm和Bmchip蛋白都含有α-螺旋结构; Far-western blotting和Pull-down结果表明Bmdimm和Bmchip可以在体外结合;利用微量热泳动实验计算出Bmdimm和Bmchip结合的平衡解离常数为(750±28.6)μmol·L^-1。【结论】家蚕bHLH转录因子Bmdimm和泛素连接酶Bmchip在家蚕5龄期后部丝腺中均有表达,二者可以在体外发生瞬时相互作用,暗示了Bmdimm可能通过Bmchip介导发生泛素化修饰从而下调丝素重链基因的转录。     

丝素粉的制取实验

主要介绍利用家蚕的茧壳及五龄熟蚕的后部丝腺两种不同的原料提取丝素的方法,分析丝素的水溶性受温、湿度的影响,探讨丝素在食品等方面的应用效果及开发前景。     

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。     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因表达及其与茧层率的相关性研究

为研究家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpins)基因Spi1、Spi2与家蚕雌雄丝物质合成差异的关系,应用RT-PCR、实时定量PCR以及Western blot等方法,比较了6个家蚕品种幼虫丝腺中丝氨酸蛋白酶抑制剂基因mRNA和蛋白水平的表达情况,并测定茧层率。结果显示,Spi1基因在家蚕幼虫5龄中后期开始表达,其中在中部丝腺(MSG)和后部丝腺(PSG)中的表达量都比较高,Spi1基因在雄蚕的丝腺及中肠中持续表达时间均比雌蚕长,Spi2在MSG以及头部和体壁有表达;Western blot检测显示,SPI1蛋白在雄性中从4龄眠期就有表达,而雌性只在5龄末期有表达;Spi1基因在雄性丝腺中表达和蛋白质翻译的持续时间均比雌性长;品种之间,菁松雌雄茧层率均较高,与分子水平上其幼虫丝腺中Spi1基因表达量较高、SPI1蛋白的表达显著高于其他品种相一致。表明家蚕丝物质合成效率与Spi基因在mRNA和蛋白水平上的表达量有关。     

家蚕五龄幼虫中部丝腺细胞的蛋白质组成比较

 对家蚕5龄期中部丝腺细胞不同区段的蛋白质组成研究，有利于发现与丝胶蛋白合成和分泌有关的功能蛋白质。本研究采用蛋白质双向电泳和图像分析技术，发现家蚕中部丝腺前、中、后3个不同区段的细胞的蛋白质组成具有显著差异；仅在前段表达的20个特异性蛋白质，可能与Ser2A、Ser2B、S4和S5这4种丝胶蛋白的合成与分泌有关；仅在中段表达的22个特异性蛋白质，可能与Ser1B、Ser1C、Ser1D和S3这4种丝胶蛋白的合成与分泌有关；仅在后段表达的27个特异性蛋白质，可能与Ser1A和S3这2种丝胶蛋白的合成与分泌有关。另外，在中段和后段表达、前段不表达的51个差异性蛋白质、表达量在中段和后段比在前段高的20个差异性蛋白质，可能参与了中、后段相应的丝胶蛋白的合成。     

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Bmβ-COP基因结构及功能

采用克隆测序、生物信息学分析及表达谱检测等方法,分析了家蚕Bmβ-COP基因的结构和功能特征,探索其与丝蛋白合成的关系。结果表明,Bmβ-COP基因在家蚕基因组中为单一拷贝,也没有选择性剪接异构体存在;在不同产丝能力的家蚕品种及其不同组织间没有表达差异;Bmβ-COP基因与不同家蚕品种间丝物质生产能力差异没有直接关联,但破坏它会影响丝腺的发育和功能,对家蚕丝蛋白合成、分泌产生不利影响。     

Analysis of Two-Dimensional Gel Electrophoresis Images of Protein from Posterior Silk Gland of Silkworm （Bombyx mort） on Day 1 and Day 4 in the 5th Instar Stage

The posterior silk gland （PSG） of silkworm is an important organ where fibroin is synthesized and secreted exclusively. Because fibroin constitutes 75-80% of the silk filament, the mechanism governing fibroin secretion, quality and yield of cocoon can be elucidated by the study on the PSG. Using two-dimensional gel electrophoresis （2-DE） and image analysis system, the changes in the protein composition in the PSG cell were investigated on the day 1 （D1） and day 4 （D4） in the 5th instar stage from five different strains of silkworm （Bombyx mori）. While differences at protein level between days and strains were far less than those observed at the gene level using EST analysis. The change trends in protein composition from D1 to D4 were diverse among the different strains. The results suggest that the secretion of fibroin is regulated by multiple proteins. The site of regulation and the proteins responsible for the regulation vary with the strain, which leads to differences between strains in the capacity of fibroin secretion in the PSG cell.     

纤维素酶整理纯棉针织物的性能与工艺研究

采用单因素试验和正交试验法优化了纯棉针织物(厚型)的纤维素酶整理工艺，分析影响酶整理效果的诸因素。结果表明，经纤维素酶整理后，纯棉针织物的手感、吸湿性、透气性等性能均有了较显著的改善。     

蚁蚕期个体形体特征在蚕种杂交率检验中的应用

 【目的】检验蚕种杂交率是蚕桑生产的重要工作，但生产上还没有一种理想的方法。【方法】采用体视显微镜（解剖镜）放大观察蚁蚕。【结果】不同蚕品种具有不同的蚕体颜色、斑纹、斑纹颜色和形状、体型等形体特征，这种形体特征与4、5龄大蚕的形体特征不同，据此发明了一种根据蚁蚕期形体特征检验蚕种杂交率的方法。该方法是采用体视显微镜和摄影设备首先建立每一个家蚕品种蚁蚕期个体形体特征的图文数据库；然后将待鉴别家蚕品种的形体特征与数据库中已知品种的形体特征进行一对一的比较分析，按照概率分布理论和抽样推断方法对检验结果进行统计推断；为了同时减少将不合格蚕种误判为合格蚕种及将合格蚕种误判为不合格蚕种的鉴定风险，拟采用2次抽样检验方法，2个样本组成都为1 000个个体，当第一检和第二检检出纯种数分别小于等于38和79时判为合格蚕种。【结论】本方法可达到简便、正确、快速、低成本、早时期的检验蚕种杂交率的目的。     

家蚕感染质型多角体病毒（BmCPV）后中肠组织 差异蛋白质分析

【目的】分析家蚕感染质型多角体病毒（Bombyx mori cytoplasmic polyhedrosis virus,BmCPV）后中肠组织中蛋白质的差异表达,为从蛋白质分子水平上探索家蚕感染BmCPV后的分子应答机制奠定基础。【方法】通过蛋白质双向凝胶电泳技术（two-dimensional polyacrylamide gel electrophoresis,2-DE）对BmCPV病毒感染组和灭菌水对照组家蚕p50的中肠组织蛋白进行比较,通过基质辅助质量飞行时间质谱技术（MALDI-TOF MS）和家蚕蛋白质数据库检索对所得到的差异蛋白点进行鉴定与分析。【结果】2-DE电泳结果比较分析表明,BmCPV感染组和对照组家蚕的中肠组织有8个差异蛋白斑点,其中对照中肠有3个,感染中肠有5个。经MALDI-TOF MS鉴定结果显示对照家蚕中肠中的3个差异蛋白斑点分别为家蚕的类固醇脱氢酶（Hydroxysteroid dehydrogenase）、线粒体电压依赖的阴离子通道孔蛋白（Voltage-dependent anion-selective channel,VDAC）和1个未知新型蛋白;感染家蚕中肠的5个差异蛋白点分别是家蚕的Ras-鸟嘌呤核苷酸释放因子1（Ras-specific guanine nucleotide- releasing factor 1-like,RASGRF1）、H+转运ATP合成酶亚基、候选肿瘤抑制因子（Putative tumor suppressor protein,PDSS2）、多药耐药蛋白（Multidrug resistance-associated protein,MRP4/ABCC4）、冻坏B样蛋白（Nipped-B-like protein- like,NIPBL）。【结论】BmCPV感染可导致家蚕中肠组织多种蛋白的差异表达,提示家蚕可能通过启动不同的机制来应答病毒的感染,其中VDAC的下调表达以及PDSS2、MRP4/ABCC4和NIPBL的上调表达均与诱导细胞凋亡相关,推测家蚕在BmCPV感染的过程中可能启动了细胞凋亡的抗病毒机制。     

利用Mascot程序与家蚕EST数据对质谱数据进行鉴定

【目的】研究和检验利用Mascot程序与家蚕EST数据解析质谱分析的结果,鉴定目标蛋白的方法。【方法】将家蚕5龄起蚕中肠总蛋白进行二维电泳分离,并运用质谱对80个蛋白点进行肽指纹图谱分析,利用Mascot程序和经自主编制软件Transeq翻译的EST序列数据库对所得质谱数据进行鉴定。【结果】鉴定出其中41个蛋白,并利用EST电子克隆在其余39个蛋白中得到19个蛋白的全长或较长cDNA。【结论】本文提出的利用家蚕EST数据来解析家蚕蛋白质谱结果的方法,能够鉴定仅利用公共数据不能鉴定的蛋白,并能鉴别基因可变剪接后产生蛋白异形体的问题。     

家蚕sirtuin家族基因的鉴定及系统发生与表达芯片分析

【目的】鉴于sirtuin家族基因重要而多样性的功能,从家蚕全基因组中鉴定sirtuin家族基因,并进行基因结构、蛋白结构及其理化性质、基因进化、组织表达芯片分析及在不同组织中的定量表达情况分析,为研究家蚕sirtuin家族基因的功能和推动家蚕模式生物系统化的研究奠定基础。【方法】基于家蚕基因组数据库,通过生物信息学手段,利用比较基因组学方法,鉴定家蚕sirtuin家族成员;开放阅读框（ORF）的预测用ORFfinder进行;使用SIM4进行ORF的内含子和外显子的预测;用GSDS和ExPaSy在线工具分别进行基因结构图和蛋白序列理化性质的预测;用CLUSTAL_X软件进行多序列联配及对其二级结构进行分析,并用ESpript进行二级结构作图;使用SMART在线软件进行蛋白功能域预测;MEGA5.0软件用于系统发生树分析;利用已有的家蚕幼虫5龄第3天的芯片数据进行组织表达分析;利用荧光定量PCR技术检测家蚕sirtuin家族基因在5龄第3天幼虫不同组织中的表达情况。【结果】系统分析鉴定了家蚕中存在的5个sirtuin家族基因（Bmsirt2、Bmsirt4、Bmsirt5、Bmsirt6、Bmsirt7）,共分为4类（I、II、III、IV）。5个基因分布在家蚕5条染色体上,均为单拷贝基因。基因结构分析显示5个基因均为多外显子基因。同源比对和系统进化分析发现家蚕的sirtuin家族基因与类群中其他昆虫的同源基因形成明显的直系同源关系且高度同源,同样不含有sirt3。蛋白结构预测发现家蚕的sirt6与其他物种的sirt6蛋白一样含有两个sir2结构域聚在一起。组织表达芯片分析发现,sirtuin家族基因在多个组织中具有转录活性。荧光定量PCR检测结果显示家蚕的Bmsirt4在脂肪体、丝腺中低表达;Bmsirt5在精巢、中肠中高量表达,在脂肪体、血液、丝腺中低量表达,与芯片数据基本一致。【结论】通过全基因组分析,家蚕共有5个sirtuin家族成员,进化上分为4类,且与其他昆虫高度同源,芯片数据和实时荧光定量 PCR 结果基本一致,分析表明组织表达模式具有多样性。     

家蚕细胞色素C基因的克隆及其蛋白在家蚕凋亡细胞中的释放

 【目的】细胞色素C是线粒体凋亡路径上的关键因子,通过家蚕细胞色素C基因的克隆和其蛋白在家蚕凋亡细胞中的释放研究,为家蚕细胞凋亡的研究奠定基础。【方法】利用生物信息学和分子生物学方法克隆家蚕细胞色素C基因,通过紫外线照射诱导家蚕细胞凋亡,应用流式细胞仪和Western-blotting检测家蚕凋亡细胞的线粒体膜电位变化和细胞色素C的释放。【结果】在家蚕中克隆了一个含有细胞色素C保守结构域的同源基因,该基因cDNA长570 bp,有3个外显子,开放阅读框（open reading frame,ORF）长324 bp,编码108个氨基酸,存在参与细胞凋亡时与下游凋亡蛋白酶激活因子（Apaf－1）相互作用的保守关键位点;紫外线诱导家蚕胚胎细胞BmE-SWU1凋亡后12 h,细胞线粒体跨膜电位明显下降,同时检测到了细胞色素C由线粒体向细胞质释放。【结论】在家蚕细胞凋亡中可能存在细胞色素C由线粒体释放的路径。     

家蚕蛹期特异基表达因BmCP283鉴定及其启动子的克隆分析

【目的】鉴定家蚕蛹期特异基因及其启动子,为家蚕变态发育人为调节及蛹生物反应器开发提供支撑。【方法】基于芯片表达数据分析及RT-PCR验证,筛选家蚕蛹期特异表达基因;利用PCR方法克隆家蚕蛹期特异表达基因上游的启动子序列,并利用转基因技术验证启动子的活性及时期特异性。【结果】筛选获得了在家蚕蛹期特异表达的表皮蛋白基因BmCP283;所克隆的BmCP283上游启动子区序列长2 004 bp,利用此序列所构建以红色荧光蛋白基因dsRed为报告基因的转基因蚕中,BmCP283启动子驱动的dsRed只在蛹后期表达,且主要表达于翅等组织中。【结论】BmCP283为家蚕蛹期特异表达基因,克隆获得的BmCP283启动子的启动活性具有蛹期特异性。