家蚕体液碱性小分子蛋白Bm8K的序列分析和纯化鉴定

对NCBI公布的一种家蚕碱性小分子蛋白(GenBank登录号:AY655143.1)进行序列分析,发现该蛋白与胰岛素样生长因子结合蛋白(insulin-like growth factor binding protein,IGFBP)的氨基酸序列具有相似性,特别是与IGFBP的N端功能区域匹配程度较高,推测此蛋白可能是IGFBP家族中的一员。采用凝胶过滤层析和弱阳离子交换层析从家蚕5龄幼虫体液中纯化目的蛋白,经基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和Western blotting检测鉴定为家蚕Bm8K蛋白,为蛋白的功能分析奠定了基础。     

家蚕丝氨酸蛋白酶BmHP14基因的克隆与表达模式分析

家蚕受到外源微生物侵染或损伤时,前酚氧化酶原级联反应中的起始丝氨酸蛋白酶会激活下游信号通路,最终产生黑色素。采用RACE技术,获得了家蚕前酚氧化酶原级联反应起始丝氨酸蛋白酶——血淋巴蛋白酶编码基因的全长cDNA序列,命名为BmHP14(GenBank登录号:JQ954757)。BmHP14 cDNA全长2 508 bp,开放阅读框为2 013 bp,编码670个氨基酸,预测蛋白质分子质量71 kD,等电点5.09,N端17个氨基酸预测为信号肽序列。多重序列比对显示BmHP14与烟草天蛾HP14的相似度很高,达到57%;分子进化树中二者也聚为一支。RT-PCR分析表明,BmHP14在家蚕5龄第3天幼虫脂肪体、马氏管、精巢、卵巢、表皮、血细胞、头部均有表达,其中以脂肪体中的表达水平最高。以黑胸败血芽孢杆菌、大肠杆菌、球孢白僵菌注射侵染家蚕5龄第3天幼虫,Real-time PCR检测显示在受到病菌侵染后,幼虫脂肪体中的BmHP14表达上调。Westernblotting检测结果显示,BmHP14在家蚕体液中以前体和成熟体的形式共同存在。研究结果提示,BmHP14是家蚕前酚氧化酶原级联反应信号通路中的关键酶。     

葫芦科园艺作物卷须发生的研究进展

葫芦科Cucurbitaceae植物多为1年生爬藤植物，是农业生产的重要植物科之一。卷须是葫芦科植物关键形态学标记。本研究总结分析了葫芦科植物关于卷须方面的主要研究成果，并对未来的研究提出展望。目前，关于葫芦科园艺作物卷须的研究主要集中于:① 卷须的变态来源；② 调控卷须发生的关键基因；③ 卷须组织中特异或高量表达基因；④ 内源激素调控卷须发育；⑤ 外界环境对卷须发生的影响。主要结论为:葫芦科园艺作物卷须被确定为侧分枝的变态器官，调控卷须发生的关键基因为TCP1。卷须组织特异或高量表达基因主要参与植物形态建成、趋向性、生长素极性运输、钙离子转运、谷氨酸代谢、木质素代谢等，而这些与卷须发生、发育、卷曲缠绕密切相关。激素(生长素、赤霉素)和外界环境(光、温、水分)均被报道可影响葫芦科园艺作物卷须发育，但具体分子机制均未知。未来葫芦科园艺作物卷须的研究应集中于关键基因TCP1的上下游基因网络解析，完善激素和外界环境对卷须的调控作用。结合日趋成熟的基因编辑技术，探究葫芦科园艺作物卷须的分子调控网络以及开展无卷须育种设计。图2参32     

家蚕乙醇脱氢酶基因的表达特征及乙醇在蚕体内的代谢分析

乙醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase,ADH)是生物体内重要的乙醇代谢酶。生物信息学分析显示家蚕基因组中存在7个ADH编码基因(BmADH1～BmADH7),半定量RT-PCR检测BmADH2、BmADH3、BmADH4和BmADH5在家蚕5龄第3天幼虫的丝腺中表达水平较高,BmADH1、BmADH6、BmADH7在脂肪体中高水平表达。利用直接注射和口器灌喂2种方式,对家蚕5龄第3天幼虫分别以体积分数28%、56%的乙醇进行刺激处理后,调查家蚕体内乙醇的代谢与脂肪体中ADH基因的表达及酶活性变化。半定量RT-PCR检测表明56%乙醇注射处理组家蚕的脂肪体中BmADH1、BmADH6、BmADH7的表达上调,而28%乙醇处理后3个基因的表达基本无变化;酶活性检测表明28%、56%乙醇处理后1 h家蚕脂肪体中的ADH活性均显著升高(P<0.05);气相色谱分析显示家蚕血液中的乙醇会快速转化为乙醛。以上结果表明,家蚕幼虫在受到高浓度乙醇刺激后,通过上调脂肪体内的ADH基因的表达,增强ADH活性,使其参与体内乙醇的代谢过程,以保护蚕体免受高浓度乙醇的伤害。     

家蚕化蛹第7天卵巢组织蛋白质标准图谱的构建

家蚕蛹期是卵子发育的重要时期,对蛹期卵巢的蛋白质组学研究将有助于认识家蚕的卵子发育过程。获取处于卵黄生成期的家蚕化蛹第7天卵巢组织,提取蛋白样品进行双向电泳,经银染后检测到682个蛋白点,这些蛋白点主要分布于分子质量15-90 kD、等电点4-8之间。对其中较高丰度的蛋白点进行飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)鉴定,共分析得到40个可信蛋白点,其中包括4个在家蚕中新鉴定的蛋白。经基因功能分类分析,这些蛋白包括营养储存蛋白、应激相关蛋白、蛋白翻译相关蛋白及代谢相关蛋白等。     

家蚕5龄第3天幼虫头部组织蛋白质双向电泳及质谱鉴定

家蚕幼虫头部有单眼、触角、口器、脑等取食和感觉的中心器官及坚硬的外壳。提取家蚕5龄第3天幼虫头部组织蛋白质进行双向电泳,经银染检测到654个蛋白点,这些蛋白的分子质量主要分布在15～97 kD之间,等电点(pI)在4～8之间;在pH 3～4和9～10的区域,也有较多的蛋白质被检测到,但该区域高丰度的蛋白质数量较少。对丰度较高的100个蛋白点进行基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)分析,有52个蛋白质被鉴定,其中有21个酶类相关的蛋白,占被鉴定总蛋白质数的40.4%,其它蛋白质主要包括表皮蛋白、气味结合相关蛋白、肌肉相关蛋白等。研究结果可为家蚕幼虫头部组织的功能分析提供蛋白质水平的信息数据。