家蚕黄茧近等基因系SSH文库的构建及部分EST序列分析

以家蚕黄茧品系KY(YYCC)和白茧品系C108(+Y+Y+C+C)组配黄茧(C)近等基因系。挑取回交11代的黄茧(C)近等基因系群体中的黄血个体的黄色和浅黄色中部丝腺作为实验材料,构建家蚕黄茧近等基因系抑制消减杂交(SSH)cDNA文库。通过对SSHcDNA文库中随机挑选的104个阳性克隆测序和聚类拼接,得到15个假定基因(contig)、25个已知功能基因(unigenes)和5个未知功能基因(unknown)。获得的表达序列标签(EST)经Blast比对和同源性分析,初步发现这些基因参与家蚕体内能量代谢、基因转录、信号传导、物质转运、细胞生长分裂、细胞结构形成、蛋白质合成与降解、核酸及蛋白质加工、机体防御等诸多生物学过程。分析结果可作为深入研究家蚕茧着色分子机制的基础信息。     

家蚕黄血近等基因系差异蛋白组学分析

为了获取与家蚕黄血基因(Y)协同作用的相关蛋白的基础信息,通过双向电泳技术对家蚕黄血近等基因系5龄起蚕黄血个体和白血个体的中肠蛋白进行分离并作图像分析,发现分离出的较为清晰的蛋白点主要集中在14～80kD区域,等电点(pI)4～9。采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对其中一些差异明显的蛋白点进行鉴定,鉴定结果较为可信的5个蛋白点包括参与能量代谢、蛋白质合成等功能蛋白,这些蛋白可能与家蚕黄血性状的形成有关。采用实时定量PCR方法,对质谱鉴定出的质子转移ATP合酶β亚基2编码基因在家蚕黄血近等基因系黄血个体和白血个体5龄不同发育时期的相对表达量进行分析,结果表明该基因在2种个体中的表达均呈现明显上升的趋势,并且在黄血个体中的表达量明显较白血个体高,5龄第1-2天的相对表达量高7倍左右,提示该基因可能与家蚕的黄血性状有关联。     

家蚕耐氟近等基因系SSH文库的构建及部分差异表达基因的分析

为了获取与家蚕耐氟性状相关的基因信息,利用家蚕耐氟品种T6和氟化物敏感品种733新建立耐氟近等基因系,以回交11代的家蚕耐氟近等基因系群体中的耐氟个体和敏感个体的中肠为材料,构建家蚕耐氟近等基因系抑制消减杂交(SSH)cDNA文库。通过对抑制消减杂交cDNA文库中随机挑选的153个阳性克隆测序和聚类拼接,得到19个重叠群(con-tig)、47个已知功能基因(un igene)和28个未知功能基因。获得的表达序列标签(EST)经BLASTx比对和同源性分析,初步发现这些基因参与家蚕体内物质转运、能量代谢、基因转录、蛋白质合成与降解、蛋白质加工、信号转导、机体免疫防御、细胞结构形成等诸多生物学过程。采用实时定量RT-PCR方法,对部分基因在家蚕耐氟近等基因系群体中的耐氟个体和敏感个体的不同组织的表达进行定量分析,发现磷酸根离子转运蛋白基因、三磷酸腺苷(ATP)合成酶基因、液胞型H+-ATP酶基因、脂肪酶基因以及主要过敏原蛋白基因在耐氟个体的中肠、马氏管、脂肪体组织中的表达量有较明显上调。     

利用SSR标记对家蚕黄血基因的定位及连锁分析

位于家蚕第2染色体的黄血基因(yellow blood,Y)控制类胡萝卜素由中肠进入血淋巴,是形成黄色茧系的基础。利用家蚕雌不发生交换的特点,采用黄茧品系KY和白茧品系C108组配正反交BC_1群体(C108×KY)×C108和C108×(C108×KY),分别记作BC_1F和BC_1M,根据已经构建的家蚕SSR分子连锁图谱,对Y基因进行了定位及连锁分析。筛选出6个与Y基因连锁的SSR标记,这些标记在BC_1F群中的所有黄血个体均表现出与(C108×KY)F_1相同的杂合型带型;而所有白血个体带型与亲本C108一致,为纯合型。利用另一个群体BC_1M构建了关于Y基因的遗传连锁图,遗传距离为18．9cM,Y基因位于15．6cM。     

家蚕第二白卵近等基因系差异表达基因的研究

为探索家蚕第二白卵性状相关的功能基因,建立了家蚕正常型黑卵品种菁松A的第二白卵近等基因系,利用抑制消减杂交技术构建了黑卵品系与白卵品系的抑制消减杂交文库,对文库中的高频次检出序列H46利用cDNA末端快速扩增技术明确了其3′末端序列,经半定量RT-PCR和实时定量RT-PCR证明H46序列代表的基因在黑卵和白卵系统中表达水平相差达1833倍,为正常型黑卵上调表达基因。     

家蚕单性生殖早期胚胎SSH文库的构建及其序列分析

为了探讨家蚕早期胚胎性别决定的分子机制,以非减数分裂孤雌生殖(AMP)和双精雄核发育(BSA)技术获得的家蚕单一性别早期(2~24 h)发育蚕卵为材料,利用抑制消减杂交(SSH)技术构建了正向和反向抑制消减杂交cDNA文库。在正向与反向抑制消减杂交文库中分别随机选择62个和46个克隆测序,分别获得43种和29种cDNA序列,其中25个为新的cDNA序列。生物信息学分析显示,抑制消减杂交文库中与单性生殖有关的高温、低温、辐射等诱导表达基因出现的频次较高。对部分文库序列进行半定量RT-PCR分析表明,这些基因在两种单性生殖早期发育胚胎中存在差异表达。     

家蚕蛾黄翅的遗传分析与黄血基因的多效作用

在保存家蚕突变基因资源过程中调查发现：黄血蚕蛾翅在羽化之初呈鲜黄色,白血蚕均不然。通过与白血蚕（非黄翅）和黄血抑制基因（I）进行杂交试验,分析黄翅的遗传规律,结合普查家蚕突变系统蛾翅色性状,证明黄翅性状与幼虫黄脚一样,为黄血基因支配。进而记录了因黄血基因的多效作用在卵、幼虫、茧、成虫各阶段表现的形态特征。     

家蚕第2白卵近等基因系差异表达基因的筛选

为了解与家蚕第2白卵(w-2)性状形成相关的差异表达基因信息,以家蚕正常型黑卵及其第2白卵近等基因系的转色期蚕卵为材料,构建抑制消减杂交(SSH)文库,筛选差异表达基因。对SSH文库中部分克隆的测序分析表明,该文库对差异表达基因的富集性较好。随机挑选SSH文库中的300个克隆制作家蚕cDNA芯片,对家蚕正常型黑卵及第2白卵近等基因系转色期蚕卵进行检测,获得11个差异表达基因。对这11个差异表达基因进行实时荧光定量RT-PCR验证分析,其结果与芯片数据分析结果趋势一致,在正常型黑卵与第2白卵近等基因系之间,这些基因的表达差异为0.1倍至数千倍。     

猪蛔虫感染期幼虫抑制消减cDNA文库的构建

为筛选与线虫感染性相关的基因,本研究以猪蛔虫为对象,构建猪蛔虫感染期幼虫差异表达消减cDNA文库,为研究线虫期特异性发育的分子机制奠定基础。分别提取感染期幼虫和其它各期幼虫及成虫的总RNA,纯化mRNA后,采用Clontech公司PCR-selectTM试剂盒进行反转录合成cDNA并进行抑制消减杂交(SSH),构建猪蛔虫感染期幼虫差异表达的消减cDNA文库,并采用Southern斑点杂交进行消减效率的检测。随机从文库中抽取45个克隆进行测序及在线BLAST分析。试验结果表明,感染期幼虫差异表达的消减cDNA文库具有较强的特异性;在得到的41个表达序列标签(ESTs)中,有40个ESTs与已报道的基因有较高的相似性,主要代表猪蛔虫第三期幼虫基因和成虫头部基因,有1个cDNA片段可能代表新基因。猪蛔虫感染期幼虫差异表达消减cDNA文库的成功构建,为进一步研究幼虫发育差异表达基因的功能奠定了基础。     

家蚕近等基因系感染浓核病毒(BmDNV-Z)前后中肠组织蛋白的差异表达分析

家蚕浓核病毒(BmDNV)是危害家蚕的主要病毒之一。为鉴定与家蚕抗病毒相关的蛋白质,以对BmDNV完全不感染的家蚕品种兰10(L10)为供体亲本,将其抗性基因导入家蚕敏感品种菁松(JS)中,构建抗性近等基因系NIL(BC6F2)。对JS及其近等基因系NIL分别用家蚕浓核病毒镇江株(BmDNV-Z)添毒,二者分别表现为高度敏感和完全不感染。对JS和NIL在病毒感染前后中肠组织蛋白双向电泳(2D-PAGE)图谱中的差异蛋白点进行串联质谱(MALDI-TOF-TOF)分析,共鉴定了41个差异表达的蛋白点,其中有35个蛋白点可能与病毒的诱导相关,有6个蛋白点可能与家蚕的组成抗性相关。鉴定的差异表达蛋白包括糖酵解酶类、能量代谢酶类、参与基因表达的蛋白质以及参与其它细胞功能的蛋白质等。选取10个差异表达蛋白点进行基因表达定量PCR分析,进一步确证了这些蛋白质在JS及其近等基因系NIL之间以及在病毒诱导前后的差异表达。例如:精氨酸激酶在NIL和JS中均可被诱导表达;V-ATP合成酶及热激蛋白HSP70只在NIL中被特异性诱导表达;烯醇化酶在NIL中的表达水平显著高于JS,且不能被病毒感染所诱导,是一个典型的组成抗性相关蛋白。鉴定出的41个差异表达蛋白点有可能参与了家蚕对BmDNV-Z的抗性。     

家蚕幼虫性腺表达序列标签分析(英文)

分别以5龄幼虫的精巢和卵巢构建了2个家蚕cDNA文库.利用表达序列标签方法分析参与家蚕性腺发育的基因,通过测序获得 16 737条ESTs(精巢 8 407条,卵巢 8 330条),拼接这些ESTs共得到 2 107个重叠群(contig)和 3 532个单拷贝(singlet).将这些转录物与GenBank非冗余蛋白质库比较,结果显示约34.3%的基因与数据库中蛋白质具有相似性.功能注释表明蛋白质合成相关基因、精巢特异基因等在文库中大量存在.基因本体(gene ontology)功能分类显示精巢与卵巢基因表达谱差异较大.研究结果为理解家蚕性腺发育提供了信息.     

家蚕脂蛋白基因BmLp-c21的表达分析及蛋白质亚细胞定位

家蚕30 kD脂蛋白家族在家蚕的生长发育过程中具有重要的生理功能。从家蚕蛹cDNA文库中克隆到一条编码30kD蛋白质的基因cDNA序列,该序列全长2 803 bp,ORF为792 bp,编码含263个氨基酸残基的脂蛋白(low molecular 30K lipo-protein pBmHPC-21;GenBank登录号:Q00801),命名为BmLp-c21。将BmLp-c21克隆至原核表达载体pET-28a(+),转化E.coli Rosetta(DE3),IPTG诱导表达后通过亲和层析得到纯化的融合蛋白,并免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。亚细胞定位显示BmLp-c21主要存在于细胞质中,呈点状或者片状分布。通过实时荧光定量PCR和Western blotting方法,分别检测到家蚕不同发育时期和5龄幼虫不同组织中BmLp-c21 mRNA的转录水平与蛋白质的表达水平存在较大差异,在蛹期及5龄幼虫血淋巴中的mRNA转录水平和蛋白质表达水平最高。初步推测BmLp-c21在家蚕蛹的变态发育过程以及蚕体脂质的运输方面具有重要的功能。     

家蚕亲环蛋白A基因(BmCyPA)的克隆与表达分析

亲环蛋白(CyP)能与免疫抑制剂环孢霉素A(CsA)结合而作为CsA的胞内受体。在已构建的家蚕蛹cDNA文库中获得了家蚕亲环蛋白A(BmCyPA)基因的cDNA序列。利用生物信息学方法对此序列的开放阅读框(ORF)和序列同源性等进行分析,并以家蚕蛹总RNA反转录的cDNA为材料克隆了BmCyPA,通过原核表达目的蛋白后,将纯化的BmCyPA融合蛋白免疫新西兰兔得到抗血清,Western blotting检测目的蛋白在蚕体中得到表达。利用荧光定量PCR方法检测家蚕5龄幼虫各组织中BmCyPA mRNA的转录水平,由高到低依次为脂肪体、丝腺、中肠、马氏管、表皮、头部、气门、卵巢;Western blotting检测BmCyPA在5龄幼虫各组织中的表达水平,由高到低依次为脂肪体、气门、表皮、马氏管、中肠、丝腺、头部和卵巢。亚细胞定位显示Bm-CyPA在细胞质与细胞核中均有分布。推测BmCyPA与家蚕的生长发育以及促进蛋白质折叠和介导免疫应答等有密切联系。     

家蚕cDNA文库构建及大规模EST测序

EST(expressedsequencetag,表达序列标签 )测序分析技术广泛应用于基因功能和表达模式的分析研究。以家蚕品种“大造”为材料 ,采用非均一化的Oligo dT引物定向克隆技术构建了 13个组织的cDNA文库 ,进行了cDNA克隆 5′端测序 ,共获得 84 791万条EST序列 ,初步拼接得到 2 76 93个非重复序列 ,其中包括 10 4 33个Contigs,172 6 0个Singletons。家蚕大规模EST测序将为家蚕功能基因组研究和全基因组测序计划的实施奠定基础     

家蚕BmAWD基因的表达和蛋白纯化

家蚕BmAWD与家蚕翅膀发育密切相关,控制其翅膀发育的完整性及可用性。在对本实验室构建的家蚕蛹期cDNA文库测序中,我们筛选到-条编码AWD蛋白的cDNA序列,将其命名为BmAWD基因。通过生物信息学分析,发现该基因序列全长为689bp,ORF框为465bD,编码154个氨基酸残基,含有-个NDPK保守结构域。通过PCR扩增获得该基因ORF框并克隆到表达载体pGEX-5X-1上,得到重组表达质粒pGEX-5X-1-AWD,将该重组子转化大肠杆菌BL21,经PCR、酶切鉴定证明重组正确,在37℃下以IPTG诱导表达后收集菌体并裂解,SDS-PAGE分析发现在43kD左右处有一特异性蛋白条带,与预期值相符,但目的蛋白主要以沉淀即包涵体形式存在,25℃下诱导表达,SDS—PAGE分析表明目的蛋白主要存在于上清中。采用亲和层析法纯化融合蛋白GST-AWD,目的蛋白通过与层析柱上的GST磁珠结合而被纯化分离。