应用PCR技术检测柞蚕微孢子虫

采用斑迹抽提法提取柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi)基因组DNA,基因组DNA的琼脂糖凝胶电泳图谱中有大小约15kb的清晰、完整条带。选用已报道的微粒子属16S rRNA基因的保守序列设计P1/P2和N1/N22对引物,对柞蚕微孢子虫基因组DNA进行PCR扩增,结果2对引物分别扩增出1条大小不同的特异谱条带,其中用引物N1/N2扩增可检测出0.47ng的DNA模板。应用同样的PCR引物、体系和反应条件,可有效扩增出受感染柞蚕幼虫、成虫中的微孢子虫基因组DNA条带。该项检测技术有望应用于柞蚕微粒子病的早期诊断。     

不同微生物诱导柞蚕溶菌酶基因的表达分析

溶菌酶是昆虫体液免疫的重要抗菌蛋白质,在昆虫抵御外源物质入侵过程中发挥重要作用。以柞蚕蛹为材料,采用大肠杆菌(Escherichia coli)、蛹虫草菌(Cordyceps militaris)、柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi)及无菌水为诱导源,测定不同外源物质诱导柞蚕蛹血淋巴对溶壁微球菌(Micrococcus lysodeikticus)的抑制活性,并根据柞蚕溶菌酶基因(GenBank登录号:DQ353869)设计引物,利用荧光定量PCR技术分析不同外源物质诱导柞蚕蛹血淋巴中溶菌酶基因的表达变化。4个诱导处理组的柞蚕蛹血淋巴均可以产生抑菌活性,但抑菌效果具有显著差异:诱导后72 h柞蚕蛹血淋巴产生明显抑菌效应,抑菌圈直径由小到大依次为无菌水处理组、蛹虫草菌处理组、柞蚕微孢子虫处理组、大肠杆菌处理组,且雌蛹血淋巴的抑菌活性较强。4个诱导处理组柞蚕蛹血淋巴中溶菌酶基因的表达量在诱导后4～8 h内迅速上调,雌蛹和雄蛹中的表达量分别在诱导后24h、8～12 h达到最大,其中,大肠杆菌诱导溶菌酶基因表达上调迅速,但持续时间短,而蛹虫草菌和柞蚕微孢子虫诱导溶菌酶基因的表达量高。研究结果说明柞蚕的免疫应答时间和免疫相关基因的表达水平因诱导源而不同,雌雄个体之间也有差异。     

柞蚕胚胎发育期蛋白质的2D-PAGE图谱分析

采用SDS-PAGE和2D-PAGE技术分析柞蚕胚胎期不同发育阶段的蛋白质组成和含量变化,为从蛋白质水平探讨柞蚕胚胎发育过程中的基因顺序表达模式积累基础信息。SDS-PAGE电泳结果显示:在柞蚕胚胎的发育过程中共分离到相对明显的32条蛋白带,包括分子质量约70、60、30 kD的高丰度蛋白条带,随着胚胎的发育,这些蛋白质含量逐渐减少,而40、15 kD左右的蛋白质含量逐渐增加,到孵化成蚁蚕(324 h)时,分子质量约70、60 kD的蛋白条带基本消失。进一步分析柞蚕胚胎发育不同时期蛋白质的2D-PAGE图谱:蛋白点数量随胚胎发育逐渐增多,胚胎发育12 h检测到370个蛋白点,胚胎发育300 h的蛋白点达到422个;胚胎发育132 h及276 h的蛋白点与胚胎发育早期36 h蛋白点的匹配率分别为52.4%和28.4%。此外,孵化蚁蚕总蛋白2D-PAGE图谱与胚胎期相比存在较大差异。研究结果提示,柞蚕胚胎发育前期,从胚胎形成期到附肢发生期(12～60 h),蛋白质种类相对较少,且变化不大;胚胎发育的气管形成期(228～276 h)开始,蛋白质种类变化剧烈,偏酸性蛋白质增加,蛋白点的匹配率下降。     

柞蚕微孢子虫3种孢壁蛋白的提取与鉴定

在微孢子虫侵染宿主的过程中,孢壁蛋白扮演着重要的角色。分别采用沸水浴法、SDS法从柞蚕微孢子虫(Nosema per-nyi,Np)孢子中提取孢壁蛋白以及利用发芽后的孢子壳提取孢壁蛋白,对提取的孢壁蛋白进行SDS-PAGE分析和质谱鉴定。结果显示,将发芽后的孢子壳以沸水浴法提取孢壁蛋白最为有效,但操作复杂,部分孢壁蛋白损失严重。初步鉴定从发芽后的孢子壳中提取的编号为P35、P32和P29的3种蛋白属于柞蚕微孢子虫孢壁蛋白,蛋白分子质量分别为35、32、29 kD,其中孢壁蛋白P32的含量最丰富,P35和P29的含量相对较低。根据相应肽指纹图谱预测孢壁蛋白P32的一级结构类似核孔蛋白,可能与孢壁的选择透过性有关,而P35与VASA2n蛋白的一级结构类似,因此有可能与柞蚕微孢子虫的繁殖有关。     

qRT-PCR检测柞蚕中肠热休克蛋白基因ApHSC70对微孢子虫入侵的响应

为证实柞蚕热休克蛋白在柞蚕防御体系中的作用,利用RT-PCR技术在柞蚕5龄幼虫中肠组织克隆了一个热休克蛋白基因Ap HSC70(Gen Bank登录号:KJ437496),并通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测该基因在感染柞蚕微孢子虫的柞蚕中肠中的表达变化。该基因的开放阅读框(ORF)长1 959 bp,编码652个氨基酸,预测蛋白质分子质量为71.49 k D,等电点(p I)为5.38,具有细胞质特征基序,推测为一种组成型热休克蛋白;Ap HSC70与斜纹夜蛾、棉铃虫同源蛋白质的序列相似度最高,分别达96.94%、96.33%。感染柞蚕微孢子虫后0~9 h的柞蚕5龄幼虫中肠组织中,Ap HSC70基因转录水平变化不大,但感染后12 h该基因的转录水平开始升高,至感染后21 h达到最高值。研究结果表明,柞蚕中肠组织的Ap HSC70基因在柞蚕微孢子虫入侵时的表达变化呈现出一定的应激响应,表达量最高可上调近5倍,推测该基因可能参与了柞蚕的免疫防御过程。     

维生素C对柞蚕生长发育的影响初报

维生素C(Vitamin C)是柞蚕的重要营养物质,本文通过测定不同日龄柞树叶维生素C含量,柞蚕各个龄期体内维生素C含量来了解维生素C与柞蚕生长发育之间的关系;再通过不同剂量的添食试验调查维生素C对柞蚕生长发育的影响。试验结果表明,各龄中期维生素C含量升高,眠期下降,5龄中期维生素C含量最高,蛹期比5龄末期升高;添食最佳时间为5龄起蚕,剂量为每克体重0.2mg;添食维生素C能提高柞蚕抗性,但剂量太高会引起代谢紊乱。     

应用生物素标记和蛋白质组学方法分离鉴定柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi)的表面蛋白

建立灵敏、特异、稳定的柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi)表面蛋白分离鉴定技术,对研究其侵染机制和早期检测技术非常重要。采用生物素Sulfo-NHS-SS-biotin能特异性标记柞蚕微孢子虫的表面蛋白;经生物素标记后的微孢子虫用0.01 mol/L NaOH和2%SDS的混合液裂解结合超声波破碎的方法能提取到更多的微孢子虫总蛋白质;用30%乙腈和70%甲酸配合沸水浴处理可有效洗脱微孢子虫表面蛋白。对得到的柞蚕微孢子虫表面蛋白检测样品进行LC-MS/MS质谱鉴定,共获得了8个假定的表面蛋白,其中分子质量为26.6 k D(Np SWP12)、25.7 k D(Np SWP26)、32.0 kD(Np SWP30)的3个假定蛋白经间接免疫荧光分析确证为定位在孢子表面的蛋白质。序列分析显示,NpSWP12、NpSWP26、NpSWP30与家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)孢壁蛋白NbSWP12、NbSWP26、NbSWP30的氨基酸序列相似度分别为100%、93%、79%,其中Np SWP26无N-糖基化位点和O-糖基化位点,但C端具有介导孢子粘附宿主细胞的肝素结合基序。分离鉴定的3个表面蛋白可以作为柞蚕微孢子虫侵染机制研究和早期检测的靶标蛋白。     

柞蚕滞育蛹与非滞育蛹蛋白质表达差异初步分析

柞蚕是以蛹滞育越冬的昆虫之一,研究滞育蛹及非滞育蛹的蛋白质种类及含量的变化规律,有利于其滞育机理的解明。通过SDS-PAGE获得滞育与非滞育雄性柞蚕蛹的蛋白质图谱在分子质量16～105 kD范围内均出现清晰的25条带,其中大小为79、54、48、29 kD的蛋白质表达量较高,79 kD的蛋白质为高丰度表达的大分子质量蛋白质;采用2D-PAGE技术分析,在滞育蛹蛋白质样品中检测到的总蛋白质斑点数为400个,非滞育蛹蛋白质样品中检测到的总蛋白质斑点数为619个,非滞育蛹蛋白质斑点明显增多,二者蛋白点匹配率仅为37%,蛋白质的等电点变化剧烈,差异性较大,匹配率较低。研究结果提示柞蚕蛹滞育过程中蛋白质的数量和种类发生了明显变化。     

高温条件下柞蚕血淋巴过氧化氢酶活性的变化

为揭示高温逆境条件下柞蚕(Antheraea pernyi)血淋巴过氧化氢酶(catalase,CAT)活性的变化规律,采用40~46℃的高温冲击处理柞蚕幼虫,结果引起柞蚕血淋巴过氧化氢酶活性升高。在处理温度范围内,处理时间越长、温度越高,柞蚕血淋巴CAT活性上升幅度越大,其中不同性别、不同品种的上升幅度存在差异:雄性柞蚕的血淋巴CAT上升幅度高于雌性柞蚕;3个供试品种相比,抗病2号的升降速度最快,上升幅度高于青6号,明显高于三里丝,表明柞蚕血淋巴CAT活性与柞蚕品种的抗逆能力存在密切关系。停止高温处理后,柞蚕血淋巴CAT活性逐渐下降到正常水平。     

柞蚕幼虫粉的食用毒理学试验及安全性评价

柞蚕幼虫含有丰富的营养物质。以ICR小鼠和Wistar大鼠为实验动物,对以柞蚕5龄末幼虫制备的柞蚕幼虫粉进行毒理学检测试验,为柞蚕幼虫作为昆虫食品资源开发利用的安全性提供依据。分别以10.0、7.5、5.0 g/(kg·d)剂量添食柞蚕幼虫粉30 d的大鼠,其进食量、食物利用率和生长发育正常,脏器(脾、胃、肝、肾、十二指肠、卵巢、睾丸)系数、血液学指标(血红蛋白、红细胞、白细胞含量等)、血液生化指标(谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性,尿素氮含量等)均未见异常;分别以10.0、5.0、2.5 g/(kg·d)3种剂量灌胃柞蚕幼虫粉的雄性小鼠,其精子未出现畸形,骨髓细胞微核试验呈阴性,未导致突变;Ames遗传毒性试验也呈现阴性。依据上述试验结果综合评价柞蚕幼虫粉属无毒物质,对实验动物的生长发育无影响,亦无致畸和遗传毒性。     

柞蚕5龄幼虫血淋巴中蛋白质和糖类物质的动态变化

为探讨柞蚕壮蚕期体内物质代谢对滞育生理的影响,研究了不同蚕季的柞蚕5龄幼虫血淋巴中蛋白质和糖类物质含量的动态变化。结果表明:春、秋期柞蚕5龄幼虫血淋巴中总糖、海藻糖和蛋白质含量均随着生长发育而增加,总糖和海藻糖在5龄末期稍有下降;秋期柞蚕血淋巴中的总糖含量略高于春期柞蚕,海藻糖含量二者大致相似,而蛋白质含量却高于春期柞蚕,并且显示出特征蛋白质谱带。推测秋蚕期柞蚕体内物质的变化与发生滞育有关。     

柞蚕血淋巴超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化

柞蚕 (Antheraeapernyi)血淋巴超氧化物歧化酶 (SuperoxideDismutase,SOD)的活性随蚕的生长发育呈有规律的动态变化 ;SOD活性在 1～ 4龄随龄递减 ,5龄高于前 4龄 ,蛹期高于幼虫期。同一龄期内 ,以初、末期较高 ,将眠时较低。化蛹后 ,SOD活性迅速升高 ,至蛹中期达峰值 ,随后下降直至羽化。不同性别间SOD活性以雌性较高。不同品种间SOD活性存在较大差异。接种柞蚕核型多角体病毒 (AntheraeapernyiNuclearPolyhedrosisVirus,ApNPV)后 ,血淋巴SOD活性发生显著变化。研究认为 ,柞蚕血淋巴SOD活性与蚕的生长发育、体内代谢密切相关     

柞蚕核型多角体病毒PCR检测方法的建立

为了建立柞蚕核型多角体病毒(Antheraea pernyi nucleopolyhedrovirus,ApNPV)的早期检测技术,采用NCBI提供的BLAST软件在线检索ApNPV特异基因ORF142的序列后设计引物AP1,对ApNPV基因组DNA进行PCR扩增,得到约130 bp的片段,最低检测量为0.5 fg/mL病毒DNA。分别以感染ApNPV的柞蚕幼虫总DNA和ApNPV多角体悬液为模板,相同扩增条件下可扩增出大小一致的一条特异性片段,最低检测量分别为1 fg/mL幼虫总DNA和20～25 PIBs/mL ApNPV多角体。以柞蚕4龄幼虫为材料,人工模拟感染ApNPV后取幼虫血淋巴为检测物可以直接检出ApNPV,当添毒量为2.3×108PIBs/mL时,添毒36 h后即可检出,且病毒感染后的检出时间与添毒浓度呈正相关。采用该方法的检测过程只需3 h,快速而方便。     

利用柞蚕核型多角体病毒表达载体系统在柞蚕蛹中表达增强型绿色荧光蛋白

为了探讨外源蛋白在柞蚕蛹-柞蚕核型多角体病毒(ApNPV)表达系统的表达水平和稳定性,将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因克隆到柞蚕核型多角体病毒转移表达载体pApM748BE中,获得重组质粒DNA,与ApNPV DNA共转染樗蚕(Phi-losamia cynthiam)培养细胞Pc-01后,用末端稀释法筛选获得重组病毒ApNPV-Δph/egfp+。将该重组病毒感染柞蚕蛹,采用SDS-PAGE和Western blot方法检测EGFP在柞蚕蛹中的表达,结果显示:在柞蚕蛹感染重组病毒ApNPV-Δph/egfp+后6 d,EG-FP就有明显的表达;感染后12～18 d,蛹体液中的EGFP含量保持较高水平,以EGFP标准样品定量分析EGFP在柞蚕蛹体液中的表达水平高于1 mg/mL;感染后30～39 d仍可以检测到蛹体液中EGFP的表达,而且蛋白稳定。研究结果表明,利用柞蚕核型多角体病毒作表达载体,可在柞蚕蛹中高效稳定地表达EGFP,并且EGFP在雌雄蛹间的表达水平无明显差异。     

柞蚕孵化酶样基因的全长cDNA克隆及表达特征分析

孵化酶是后生动物卵孵化过程中起关键作用的一类蛋白酶。基于生物信息学和RACE方法,从柞蚕胚胎中克隆了一个998 bp的孵化酶样基因全长cDNA,命名为ApHEL(GenBank登录号:JN205047)。ApHEL由15 bp 5'-UTR,98 bp 3'-UTR和885 bp ORF组成。ORF编码294个氨基酸残基,预测蛋白分子质量为33.51 kD,等电点为5.50。在ApHEL N-端存在16个氨基酸的信号肽。ApHEL蛋白酶功能区中含有锌结合序列(HEWMHILGFLHMQSTHNR)和Met-转角基序(YDYVSCLHY)等孵化酶保守功能区域。ApHEL与其他物种孵化酶氨基酸序列的相似度为30.0%～85.0%。基于孵化酶氨基酸序列的进化分析表明,柞蚕、家蚕、库蚊和果蝇聚为一类,亲缘关系较近。ApHEL在早期胚胎中没有转录,至催青第6天开始转录并维持较低水平,在催青第9天剧增至最高值直至孵化,显示ApHEL在柞蚕卵孵化过程中起重要作用。ApHEL在5龄期幼虫的中肠组织中特异性表达,暗示ApHEL可能还有其他生物学功能。     

柞蚕微孢子虫胶体金免疫层析检测法

利用柞蚕微孢子虫孢子液直接免疫家兔获得柞蚕微孢子虫多克隆抗体后,分别采用双抗夹心法和竞争法制作胶体金免疫层析试纸条,建立能简便、快捷、准确诊断柞蚕微粒子病的柞蚕微孢子虫胶体金免疫层析检测法。双抗夹心法和竞争法分别是将柞蚕微孢子虫多克隆抗体与25 nm和17 nm的胶体金颗粒结合并固定在金标垫上,然后均将羊抗兔二抗包被在硝酸纤维素膜上作为质控点(C),但是2种方法制作的胶体金免疫层析试纸条的反应模式不同:前者是以柞蚕微孢子虫多克隆抗体作为检测点(T),而后者以柞蚕微孢子虫孢壁蛋白作为检测点(T)。2种方法制作的胶体金免疫层析试纸条的检测时间均为10 min,检测灵敏度为0.8×107个/mL,与柞蚕血淋巴无交叉反应,特异性强,操作简单,其中,以双抗夹心法制作的试纸条显色更清晰,结果更可靠,更具实用价值。