SAGE技术及其应用

综述了基因表达系列分析（Serial analysis of gene expression,SAGE）技术的基本原理和最近SAGE技术的应用情况以及在家蚕功能基因研究中的应用前景。     

广东株家蚕微孢子虫特异DNA片段的克隆与序列分析

利用碱裂解方法抽提广东株家蚕微孢子虫(Nosema bombycis Naeegeli，N．b．)基因组DNA，通过PCR技术扩增得到了N．b．的一段特异DNA片段。对该目的片段的序列分析发现，该特异DNA片段大小为317bp，与Malone等报道的日本株N.b．特异DNA片段大小一致，但核苷酸序列同源性仅为92．1％。     

家蚕GSK3α氨基酸序列分析及其mRNA转录水平研究

【目的】对家蚕(Bombyx mori)糖原合成酶激酶3α(GSK3α)蛋白的氨基酸序列进行分析,并检测家蚕不同发育时期及蜕皮激素、饥饿处理下,GSK3α基因mRNA转录水平的变化。【方法】以家蚕为供试材料,采用RTPCR和荧光定量PCR方法,研究家蚕GSK3α在不同发育期的表达和转录情况,及激素和饥饿处理对其转录的影响。【结果】家蚕GSK3α基因由2个外显子和1个内含子构成,其中内含子长度为1 411 bp,预测家蚕GSK3α蛋白质分子质量为33.78 ku,等电点为7.61。氨基酸系统进化树和序列多重联配分析结果表明,家蚕GSK3α与所选几种昆虫GSK3α的序列一致性较高(79%～91%)。家蚕GSK3α mRNA在幼虫取食期转录水平较高,在蜕皮期转录水平较低。在注射后6 h内,蜕皮激素对家蚕GSK3α基因mRNA的转录无诱导作用,但在注射12～24 h有较强的诱导作用,而且在注射12 h时诱导活性达到最高,之后逐渐降低。饥饿处理对家蚕GSK3α mRNA的转录水平影响较小。【结论】家蚕GSK3α在昆虫的进化过程中是比较保守的,其表达受到蜕皮激素的调控,饥饿处理对其转录水平影响较小。     

家蚕保幼激素甲基转移酶基因的克隆与表达分析

根据家蚕表达序列标签(ESTs),克隆了一个家蚕保幼激素甲基转移酶基因(JHAMT2)的全长cDNA序列。序列分析表明,该基因全长1007 bp,序列分析有4个外显子,定位于家蚕第12号染色体的nscaf 2 993上,推导的编码蛋白序列长度为266AA,有一个甲基转移酶超家族功能位点,与烟草天蛾(Manduca sexta)JHAMT同源性达到38%。JHAMT2基因在家蚕丝腺、特别是中部丝腺组织特异表达,发育时期表现为4龄期有比较高的表达量,5龄期只在5龄第3日有表达,性别差异表现为雄性体内持续表达时间比雌性中长。JHAMT2基因表达受到外源激素MH的负调控和JHA的正调控,雌性对外源昆虫激素的感受更敏感。     

家蚕质型多角体病毒苏州株基因组片段2的克隆与分析

为了探讨呼肠孤病毒科依赖RNA的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RDRP)基因的遗传与变异,通过RT-PCR对家蚕质型多角体病毒(Bombyx mori cytoplasmic polyhedrosis virus)苏州株(BmCPV-suzhou)的S2片段进行了分段克隆,对各克隆的测序结果进行拼接,获得了S2片段的全长序列.分析显示,BmCPV-suzhou S2片段的全长为3 854 bp(GenBank登录号:CQ924586),含有1个3 678 bp的编码RDRP基因的开放阅读框,并分别在5′和3′端发现了保守序列AGUAA和GUUAGCC.RDRP的氨基酸序列比对分析结果显示,BmCPV-suzhou与BmCPV-china、BmCPV-1、舞毒蛾(Lymantria dispar)CPV-1(LdCPV-1)、马尾松毛虫(Dendrolimus punctatus)CPV-1(DpCPV-1)、舞毒蛾CPV-14(LdCPV-14)、棉铃虫(Heliothis armigera)CPV-14(HaCPV-14)的相似性分别为99%、97%、94%、94%、54%、55%.基于RDRP氨基酸序列的系统进化分析表明,BmCPV的不同株系与LdCPV-1、DpCPV-1聚为一类.     

家蚕SOCS-2基因的克隆与序列分析

SOCS基因是JAK/STAT信号通路的负调节基因.为了了解家蚕SOCS基因(BmSOCS)的遗传变异与进化,通过电子克隆获得了SOCS cDNA基因序列,结果显示家蚕基因组中至少存在4种BmSOCS基因,BmSOCS -2基因存在可变剪接.通过RT - PCR从家蚕中扩增得到1个BmSOCS -2基因(BmSOCS - 2A),测序结果表明,该792 bp片段含有完整的ORF,由4个外显子组成,编码263个氨基酸残基,分子量为28.8 ku.结构分析显示,BmSOCS - 2A有5个α螺旋结构,存在典型的SH2结构域和SOCS结构域.基因芯片数据分析显示,BmSOCS -2在家蚕雌雄性腺组织中表达量最高.进化分析表明,SOCS以不同种类聚类在一起,表明各种SOCS基因家族在各昆虫物种形成前就已产生.     

表达序列标签(EST)及其在抗孢囊线虫大豆研究中的应用

表达序列标签(expressed sequence tags,EST)是一种快捷、高效地揭示基因组信息的方法.本文对EST概念、技术原理及其在基因组研究中的应用和进展等方面内容进行了综述,并对EST在大豆基因组研究和抗孢囊线虫大豆研究中的应用进展作一介绍.     

SSR与ISSR分子技术在家蚕研究中的应用

随着分子标记的发展,SSR与ISSR分子技术越来越多地被应用于真核生物遗传多样性分析中。介绍了SSR与ISSR的原理、特点以及它们在家蚕研究中的应用。     

家蚕糖转运蛋白BmST1基因的克隆与序列分析

糖转运蛋白运输葡萄糖、果糖、半乳糖、木糖等透过细胞膜为机体提供能量.根据GenBank已登陆的其他物种的糖转运蛋白序列与家蚕基因组框架图和EST序列获得家蚕同源糖转运蛋白基因BmST1.基因编码区长1 392 bp(GenBank登录号:FJ373021),编码463个氨基酸,预测蛋白分子质量为51.635 kDa.序列分析显示基因有2个外显子,含有11个跨膜结构域.RT-PCR表明该基因仅在此文所检测的家蚕丝腺中表达.     

家蚕核酸糖转运蛋白BmSlc35b3基因的克隆与序列分析

在电子克隆的基础上,利用RT-PCR方法克隆了家蚕的同源基因BmSlc35b3(GenBank登录号:GU244352)。生物信息学分析结果显示,该基因编码区长1128bp,包含5个外显子,由基因推定的蛋白质由375个氨基酸组成,内有9个跨膜结构域,8个N-糖基化位点,与家蚕溶质运载蛋白家族B3(ABD36159)有4个氨基酸的差异,与赤拟谷道(EFA00972)、金小蜂(XP_001601459)、致倦库蚊(EDS30138)、疟蚊(EAA11308)等的同源性均在70%以上。RT-PCR对BmSlc35b3基因在五龄3d家蚕幼虫9种组织中的表达进行检测,结果表明,其在中肠和精巢中表达,在其他组织中不表达。     

广西家蚕核型多角体病毒株gp64基因 克隆与序列分析

[目的]了解广西家蚕核型多角体病毒(Bombyxmori nucleopolyhedrovirus,BmNPV)毒株gp64基因的保守性,并掌握其具体的突变位点,为研究核型多角体病毒(NPV)种内的微进化模式提供参考依据.[方法]对广西不同桑蚕产区的19株BmNPV毒株进行gp64基因克隆与测序,分析完整开放阅读框(ORF)序列的同源性和单核苷酸多态性,并构建基于gp64基因的遗传进化树.[结果]广西BmNPV毒株的gp64基因ORF序列不一致,存在1590、1593和1599 nt三种类型,是由于第94~96位缺失GCG或第97~102位插入GCGCCG所致,且插入核苷酸突变仅在广西BmNPV毒株中出现.仅GXSL毒株与T3毒株的核苷酸及其推导氨基酸序列同源性均达100.0%,其余18株毒株与T3毒株的核苷酸序列同源性在98.5%~99.2%,其推导氨基酸序列同源性在98.7%~99.6%.19株广西BmNPV毒株被分为两个亚群(cladeⅠ和cladeⅡ),其中11株独立形成cladeⅡ,7株独立形成cladeⅠ中的一个亚群;广西毒株在多个位点出现同义核苷酸突变,呈一定的规律性.[结论]广西BmNPV毒株的gp64基因具有遗传多样性,在遗传进化上较独立,插入突变显示出地域特点.     

家蚕卵形指数对孵化率的影响及孵化相关基因表达分析

[目的]分析家蚕卵形指数对孵化率的影响规律,以及孵化酶基因(BmHE I和BmHE II)、几丁质酶基因(Chitinase)和周期蛋白基因(Period)在不同卵形间的表达规律,为阐明家蚕卵形指数与孵化率的相关性及其分子机理打下基础.[方法]调查家蚕Nistari品种野生型正常形品种(Nistari+)及其新突变体纺锤形品种(Nistari-)的卵形指数、孵化率、受精率和转青死卵率,分析其卵形指数与孵化率的相关性;并通过实时荧光定量PCR检测蚕卵胚胎发育后期孵化相关基因的表达情况.[结果]Nistari+蚕卵的平均卵形指数为1.26,极显著低于Nistari-蚕卵(1.73)(P<0.01,下同);孵化率为96.22%,极显著高于Nistari-蚕卵(51.33%).当Nistari+蚕卵的卵形指数为1.24~1.25时,其孵化率(97.39%)和受精率(98.84%)均最高,转青死卵率最低(2.61%);而Nistari-蚕卵的卵形指数为1.77~1.81时,其孵化率(56.52%)和受精率(74.87%)均最高,转青死卵率最低(43.48%).相关分析结果表明,Nistari蚕卵孵化率、受精率和转青死卵率与卵形指数存在一定的相关性,且受卵形指数影响.在蚕卵胚胎发育后期(孵化前),Nistari+蚕卵的BmHE I、BmHE II、Chitinase和Period基因大量表达,对应的相对表达量显著(P<0.05)或极显著高于NISTAR-蚕卵.[结论]家蚕Nistari品种的卵形指数与孵化率存在一定相关性,而BmHE I、BmHE II、Chitinase和Period基因的表达差异是导致Nistari-蚕卵与Nistari+蚕卵孵化率差异的分子基础.     

家蚕丝氨酸蛋白酶基因BmSP25转录分析及其免疫响应

[目的]分析家蚕丝氨酸蛋白酶(SP)基因序列BmSP25及转录情况,明确其表达规律对防御家蚕核型多角体病毒(BmNPV)入侵的免疫应答机制,为揭示BmSPs在家蚕免疫应答方面的功能作用提供理论依据.[方法]克隆BmSP25基因序列,对该基因编码蛋白的氨基酸序列、分子量、结构域等进行生物信息学分析;利用GeneDoc和MEGA 5.0对BmSP25氨基酸序列进行多序列比对及系统发育进化树分析,采用半定量RT-PCR对家蚕不同组织和发育时期的BmSP25基因转录情况进行分析,并以实时荧光定量PCR检测BmSP25基因在BmNPV感染家蚕中肠组织中的转录水平.[结果]BmSP25基因的ORF全长885 bp,编码294个氨基酸,其中第1~17位氨基酸为信号肽,去信号肽的分子量为29.1 kD,理论等电点为7.8.BmSP25蛋白由4个α螺旋、15个β折叠和一些无规则卷曲构成;其氨基酸序列同源性比对分析发现,BmSP25(BGIBMGA008514-PA)与蓓带夜蛾SP序列(GenBank登录号ADM35105)的同源性最高,为62.1%.BmSP25基因在家蚕中肠组织中特异表达,且在整个幼虫时期呈持续性表达.BmSP25基因在家蚕感染BmNPV后发生明显变化,至感染6 h时呈下调趋势,而在感染3、12和24 h时均呈明显上调表达.[结论]BmSP25在防御BmNPV入侵家蚕的免疫应答过程中发挥重要作用.鉴于昆虫SP具有高度保守的底物特异性位点,因此可利用底物类似物、基因定点突变等方式来预防农林害虫.     

BmNPV对家蚕抗氧化酶基因表达及其酶活性的影响

[目的]探究喂食家蚕核型多角体病毒(BmNPV)后家蚕血淋巴和中肠组织抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)]的活性及其基因表达变化规律,明确BmNPV侵染对家蚕抗氧化系统的影响,为解析BmNPV的致病机理提供理论依据.[方法]以五龄家蚕为研究对象,经口喂食BmNPV,分别于添食后6、12、18、24、30、36、42和48 h采集家蚕的血淋巴和中肠组织,采用实时荧光定量PCR检测两种抗氧化酶基因(Bmsod和Bmcat)的表达水平,同时以抗氧化酶活性测试盒测定SOD和CAT的活性变化情况.[结果]BmNPV侵染五龄家蚕能引起典型的血液型脓病,主要表现为蚕体环节肿胀,狂躁爬行,体壁易破,体液呈乳白色等.家蚕血淋巴和中肠组织中Bmsod和Bmcat基因均在感染BmNPV中期开始上调表达,在感染后期呈下调表达趋势,其相对表达量也呈先增加后急剧减少的变化趋势.添食BmNPV后,家蚕血淋巴和中肠组织的SOD活性在感染18和24 h时极显著高于对照组(添食等量灭菌水)家蚕(P<0.01,下同),但从感染30 h起SOD活性开始急剧下降,至感染48 h时降至最低值.家蚕血淋巴和中肠组织的CAT活性在感染早期(6 h)略有下降,从感染12 h起CAT活性开始呈上升趋势,血淋巴CAT活性在感染18~30 h极显著高于对照组,随后急剧下降且显著低于对照组家蚕(P<0.05,下同);中肠组织CAT活性仅在感染18和24 h时显著或极显著高于对照组家蚕,从感染30 h起开始持续下降,至感染48 h时降至最低值,约为对照组家蚕的18%.[结论]BmNPV侵染能影响家蚕机体相关保护酶活性及其基因转录水平,SOD和CAT活性及其基因表达量在感染中期增加,感染后期则急剧降低,提示抗氧化酶SOD和CAT在家蚕的抗病毒过程中发挥重要作用.     

家蚕蛋白质组学研究进展

家蚕是鳞翅目昆虫的模式生物,近些年来,有关家蚕重要组织器官如胚胎、丝腺、血液、中肠等蛋白质组学的研究取得了很大进展,为揭示相关现象和性状的形成机制提供了丰富的信息。文章对此作了简要的综述,并探讨了家蚕蛋白质组学今后的发展趋势及其应用前景。     

家蚕胰脂肪酶相关蛋白1基因(BmPLRP1)的克隆及表达分析

胰脂肪酶相关蛋白1(Pancreatic lipase-related protein 1, PLRP1)是由PLRP1基因编码的一种脂肪酶,在通常状态下无活性。PLRP1的分泌与生物的生长发育有着密切的联系,但该基因在家蚕中的功能尚未清楚。本研究克隆获得家蚕PLRP1基因(BmPLRP1)的核苷酸序列,并对其序列特征进行生物信息学分析,进一步采用半定量RT-PCR和荧光定量PCR检测BmPLRP1基因的表达水平。结果表明,该基因位于家蚕第12号染色体的nscaf2993位点,编码331个氨基酸,等电点为8.72,预测的BmPLRP1蛋白无信号肽、分子质量为37.1 kD,没有跨膜结构域,具有一个Pancreat_lipase_like结构域,存在活性位点、磷酸化位点、O-糖基化位点,不存在N-糖基化位点。系统进化分析表明BmPLRP1与野桑蚕的PLRP1的进化关系较近;RT-PCR检测表明,BmPLRP1基因在家蚕5龄3天幼虫的头部、表皮、丝腺、生殖器、气管丛、中肠中有明显表达,而在血液和脂肪体中的表达量相对较低;对家蚕品种‘733xin’喂食经100 mg/kg NaF溶液浸泡过的桑叶后,实时定量PCR检测BmPLRP1基因在中肠、血液、丝腺、脂肪体中的相对表达量,结果表明均有所上调,推测该基因可能参与了氟化物侵染家蚕后的应答反应过程。     

家蚕核型多角体病毒ORF 75基因的克隆及表达

根据GenBank发表的序列(L33180)设计引物,利用PCR技术扩增了编码家蚕核型多角体病毒(Bombyxmori Nucleopolyhedrovirus,BmNPV)ORF75基因的DNA片段,将其连接至pMD18-T载体上,获得了该基因成熟蛋白阅读框序列.利用设计的酶切位点将目的基因从克隆载体上切下.表达质粒pGEX-4T-2经BamHI/XhoI双酶切,与目的片断连接,得到重组表达质粒pGEX/Bm75.将重组表达质粒pGEX/Bm75转化入大肠杆菌BL 21中,经IPTG诱导表达后,12%SDS-PAGE分析表明产生57 kDa左右的特异蛋白质条带.对表达产物进行Westernblotting分析,结果表明,pGEX/Bm75经IPTG诱导产生的57 kDa蛋白条带与抗体发生了很强的交叉反应,融合蛋白得到了表达.     

家蚕眠期血淋巴酚氧化酶活性变化及其基因表达分析

[目的]探究酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)及酚氧化酶在家蚕眠期血淋巴中的变化规律,为深入解析家蚕眠期酚氧化酶的功能及其基因表达特征提供新线索.[方法]以家蚕四龄将眠、四龄眠(头壳刚开裂)0h、四龄眠6 h、四龄眠12 h、四龄眠24 h和五龄起蚕为试验材料,采用实时荧光定量PCR检测其血淋巴PPO1和PPO2基因的表达情况,并分析血淋巴酚氧化酶活性的变化规律.[结果]家蚕血淋巴PPO1和PPO2基因在四龄将眠至五龄起蚕不同发育时期均有一定程度的表达,且两者的变化规律一致,表现为四龄将眠最高、五龄起蚕最低,总体上呈先减后增再减的变化趋势.在家蚕四龄将眠至五龄起蚕不同发育时期血淋巴酚氧化酶活性整体上也呈先降低后急剧升高再降低的变化趋势,四龄将眠为5.99 U/mg,五龄起蚕为6.02 U/mg,与酚氧化酶原基因表达模式基本一致.[结论]家蚕四龄将眠至五龄起蚕不同发育时期血淋巴酚氧化酶活性变化规律与酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)的转录表达模式基本一致,说明酚氧化酶在家蚕眠期即发挥免疫防御功能,又参与蚕体新旧表皮的更替过程.     

家蚕Bm-mrg15基因的克隆与序列分析

含MRG结构域的基因大多在基因的转录调节中起着重要作用.利用电子克隆,在家蚕中得到了一个含MRG结构域的基因Bm-MRG15,并对其进行了克隆测序和序列分析.该基因cDNA长1113bp,有6个外显子,编码区长1020bp,序列的1091bp处有2个重叠的poly（A）加尾信号.推定的蛋白质编码339个氨基酸,N端含有一个染色质域,序列内有5个保守的结构域.RT-PCR显示该基因在所检测家蚕的各时期和组织中均有表达.     

家蚕Bm-mrg15基因的克隆与序列分析

含MRG结构域的基因大多在基因的转录调节中起着重要作用.利用电子克隆,在家蚕中得到了一个含MRG结构域的基因Bm-MRG15,并对其进行了克隆测序和序列分析.该基因cDNA长1 113 bp,有6个外显子,编码区长1 020 bp,序列的1 091 bp处有2个重叠的poly(A)加尾信号.推定的蛋白质编码339个氨基酸,N端含有一个染色质域,序列内有5个保守的结构域.RT-PCR显示该基因在所检测家蚕的各时期和组织中均有表达.