家蚕己糖激酶基因进化分析及其多转录本在胚胎早期发育过程中的表达特性

【目的】明确家蚕（Bombyx mori）二化性品系胚胎早期发育过程中己糖激酶基因（BmHK）不同转录本的表达特性，为深入探究BmHK基因各转录本的生物学功能及揭示其在家蚕胚胎早期发育中的作用机制提供理论依据。【方法】从NCBI检索并下载家蚕等12种昆虫的HK氨基酸序列，采用MEGA 7.0的邻接法（NJ）构建基于HK氨基酸序列相似性的系统发育进化树。以家蚕二化性品系秋丰活化越年蚕卵（丙2胚胎）为材料，分别制备非滞育命运卵（ND）、滞育命运卵（DD）和即时浸酸卵（IA），采用实时荧光定量PCR检测BmHK基因各转录本在家蚕二化性品系胚胎早期发育过程中的表达特性。【结果】BmHK基因属于HSP70-actin家族，存在4个不同的转录本，其长度分别为4610、4608、2818和1520 bp，依次命名为BmHK-a、BmHK-b、BmHK-c和BmHK-d。BmHK-a在3种蚕卵胚胎早期发育过程中整体上呈先升高后降低的变化趋势，且各时间点均表现为IA蚕卵>ND蚕卵>DD蚕卵，IA蚕卵中的BmHK-a相对表达量于发育2 h达峰值，在ND蚕卵和DD蚕卵中于发育48 h达峰值，此后其表达快速下调，至发育96 h均处于较低水平；BmHK-b在3种蚕卵中的表达水平整体上表现为IA蚕卵>ND蚕卵>DD蚕卵，3种蚕卵中的BmHK-b相对表达量变化趋势基本一致，均随发育时间推移呈逐渐上升趋势；BmHK-c在3种蚕卵中的表达差异明显，初产蚕卵中已有较高的表达水平，受精后迅速升高，至发育72 h后BmHK-c在3种蚕卵中的相对表达量再次升高；BmHK-d在3种蚕卵中的相对表达量整体上呈先升高后降低的变化趋势，且各时间点均表现为ND蚕卵>IA蚕卵>DD蚕卵，但IA蚕卵中BmHK-d表达峰值出现的时间早于DD蚕卵和ND蚕卵。【结论】BmHK-a和BmHK-d主要在家蚕胚胎早期发育（产卵或浸酸后3 d）过程中发挥重要作用；BmHK-b虽然也参与家蚕胚胎早期发育过程，但不是主要的糖代谢相关酶；BmHK-c与家蚕胚胎早期发育关系密切，通过糖酵解为胚胎发育提供能量。

Phylogenetics of hexokinase gene and expression characteristics of its multiple transcripts in the early embryonic stage of Bombyx mori