家蚕vasa基因的结构及表达型研究

vasa是决定生殖系发育的重要调控蛋白因子之一,具有广泛的保守性。利用家蚕基因组和EST库的数据资源,分析了家蚕vasa基因的结构,并与已有报道的18个物种的VASA蛋白质的结构域序列进行了比对分析,同时对家蚕vasa基因在家蚕胚胎发育11个时期的表达型及幼虫期8个不同组织的表达特异性进行了验证。结果表明,家蚕vasa基因包含有13个外显子,比果蝇vasa基因的外显子数量(7个)增加了6个,在第3内含子有1个转座子插入;家蚕vasa基因在未受精卵和胚胎发育的各个时期均有表达,但只在幼虫生殖腺中有表达。将家蚕vasa基因的一条cDNA片段用地高辛标记作为探针,对家蚕幼虫的生殖腺及胚胎进行全胚原位杂交,结果进一步表明家蚕vasa基因在幼虫期只在精原细胞、精囊、卵巢管等生殖系相关的细胞和组织中表达,在发育5d胚胎的生殖腺部位也有明显表达。     

家蚕中VASA样基因的表达[英]

Vasa是果蝇基因,生殖腺及腹节形成时,由两种性质相反的颗粒组合而成,由vasa基因编码,最初尝试研究家蚕生殖细胞的形成,我们预先在家蚕卵黄蛋白(BmVLG中分离出vasa-样的cDNA,并发     

扩展莫尼茨绦虫vasa基因的原核表达及多克隆抗体的制备

试验旨在表达、纯化扩展莫尼茨绦虫VASA蛋白,并制备兔抗VASA多克隆抗体。根据扩展莫尼茨绦虫全基因核苷酸序列设计特异性引物,利用PCR方法扩增vasa基因片段;将扩增产物与原核表达载体pET-22b(+)连接,获得重组质粒pET-22b-VASA;经Amp抗性筛选阳性菌,双酶切、PCR测序鉴定后,将其转化大肠杆菌(DE3)感受态细胞中,并进行IPTG诱导表达;重组融合蛋白经镍柱纯化后,进行Western blot鉴定;将融合蛋白免疫兔,制备多克隆抗体。结果显示,重组质粒pET-22b-VASA构建正确,通过IPTG诱导获得大小约32 200的VASA重组融合蛋白;Western blot分析表明其与鼠抗His单克隆抗体呈阳性反应。纯化的VASA蛋白免疫兔获得了多克隆抗体,ELISA检测其效价为1∶128 000。本试验成功制备了具有免疫原性的VASA蛋白及其兔源多克隆抗体,为VASA蛋白生物学功能及该蛋白在绦虫体内的分布等研究奠定基础。     

家蚕flightin基因的克隆

Flightin蛋白对于粗肌丝的组装和性能有着重要的作用。为调查家蚕的粗肌丝结构，通过PCR和RACE技术，我们在家蚕中获得了家蚕flightin基因的全长cDNA序列，并通过对家蚕wgs数据库的检索，获得了蚕flightin基因的结构，家蚕flightin执基因由4个外显子和3个内含子组成。家蚕flightin基因的cDNA全长为661bp，编码158个氨基酸残基。家蚕flightin蛋白与黑腹果蝇flightin蛋白的氨基酸同源性为29．67％，但存在保守区域。     

家蚕27、28号染色体基因的生物信息学分析

利用家蚕基因组精细图分析第27、28号染色体上的基因结构及其编码蛋白的功能结构域,可为在家蚕资源库中鉴定这两条染色体上的突变基因以及发现新的形态标记提供重要线索。基因预测及结构分析显示:家蚕第27和28号染色体是基因数目最少的两条染色体,预测基因数目分别是241个和288个,平均每个基因分别具有7.7和5.3个外显子;蛋白质全长编码区序列(CDS)长度主要分布于400-800 bp之间;CDS的GC含量分别是49.72%和46.54%。蛋白质功能结构域分析发现,家蚕第27、28号染色体上基因所编码的蛋白分别具有76和92种结构域,其中最多的3种结构域分别为Sugar_tr、MFS_1、zf-C2H2和UDPGT、DUF、Serpin。将家蚕第27、28号染色体上的预测基因与果蝇突变基因进行同源检索的结果显示,家蚕第27、28号染色体上分别有16和15个基因具有明显的可能突变表型。     

家蚕SoxE基因的全长cDNA克隆和表达谱分析

Sox基因家族是在动物中发现的一类重要的转录调控因子。基于生物信息学和RACE策略,从家蚕胚胎中克隆了一个与果蝇E族Sox基因成员同源的基因的全长cDNA,命名为BmSoxE(GenBank登录号:HQ728280)。BmSoxE的cDNA序列全长为1 398 bp,编码222个氨基酸。生物信息学分析显示,BmSoxE蛋白序列含有典型的HMG-box结构域和数个磷酸化位点。组织表达谱分析发现,BmSoxE基因在家蚕生殖腺中高量表达;时期表达谱分析表明,从家蚕的幼虫期一直到成虫期,Bm-SoxE基因的表达维持在较高水平,暗示BmSoxE基因在家蚕性别决定和分化中可能发挥了调控作用。     

家蚕质型多角体病毒感染应答的假定蛋白基因全长cDNA克隆与表达特征分析

在感染家蚕质型多角体病毒(BmCPV)的家蚕中肠组织中发现一个差异表达的假定蛋白基因。利用cDNA末端快速扩增(RACE)技术克隆了该假定蛋白基因的全长cDNA。用生物信息学方法进行基因序列与结构分析表明:该基因全长cDNA序列为486bp,包含108bp的5′端非翻译区序列(5′-UTR)和153bp的3′端非翻译区序列(3′-UTR),开放阅读框(ORF)为225bp,编码74个氨基酸,蛋白分子质量为6.888kD,等电点为5.27;该基因由3个外显子和2个内含子组成,ORF位于第2外显子内,编码蛋白含二次跨膜结构,多肽链表现为疏水性,在多肽链上的第15～16氨基酸残基可能是信号肽的切割位点。RT-PCR结果显示该基因在家蚕5龄幼虫的丝腺、血液、脂肪体、生殖腺及中肠组织中均有表达;荧光定量PCR结果表明该基因在感染Bm-CPV的家蚕中肠组织中的表达水平为正常家蚕中肠组织的6.28倍。研究结果为进一步解析该基因的功能奠定了基础。     

家蚕孵化酶样基因BmHEL的原核表达及蛋白纯化与功能鉴定

孵化酶(hatchingenzyme,HE)是后生动物卵孵化过程中起关键作用的一类蛋白酶。在已完成全长967bp的家蚕孵化酶样基因(BmHEL)克隆及其转录特性分析的基础上,研究了该基因在原核表达系统的表达、产物纯化及其对家蚕卵壳的降解功能。以全长BmHEL质粒DNA为模板,用PCR方法分别获得了该基因的开放阅读框(BmHELORF,885bp)、缺失信号肽编码区(BmHELa,834bp)和推测成熟酶功能编码区(BmHELb,624bp)的3个片段,并亚克隆入原核表达载体pET28a(+),在大肠杆菌(E.coli)BL21中进行表达。表达的3种外源蛋白均以包涵体形式存在,获得含有6×His-Tag标签的融合蛋白,其分子质量分别为33.4、31.8、24.0kD。通过Westernblot方法检测到了用Ni-NTA亲和层析柱纯化的目的蛋白。纯化复性后的3种孵化酶对家蚕卵壳底物有一定降解活性,其中BmHELORF的活性最高,BmHELb的活性最低。在pH7.1反应条件下3种酶的活性比pH9.5时高。研究结果在蛋白质水平上进一步证实家蚕孵化酶样蛋白参与了蚕卵孵化这一重要生命过程。     

家蚕体节极性基因(Bmdpp)的克隆与表达研究

体节极性基因dpp是昆虫发育过程中的关键基因。采用生物信息学的方法,利用家蚕EST数据获得了家蚕dpp基因(Bmdpp)cDNA序列。该cDNA序列全长1 206 bp,ORF1 146 bp,编码381个氨基酸,预测蛋白分子质量38.6 kD,等电点9.18。将克隆的Bmdpp基因完整CDS序列亚克隆到pET-28a(+)表达载体,转化、诱导后经SDS-PAGE电泳检测到约40 kD与预测分子质量相符的目的蛋白条带。对Bmdpp在家蚕胚胎不同发育时期的表达分析发现,该基因在受精6~14 h的表达量很低,甚至没有表达。这一表达模式和果蝇dpp基因在胚胎发育过程中的表达模式相似,推测Bmdpp在家蚕早期胚胎发育的背-腹轴分化中起作用。     

家蚕孤雌生殖相关蛋白PGL的鉴定与生物信息学分析

应用二维凝胶电泳(2DE)技术分离有性生殖蚕卵与孤雌生殖蚕卵的差异蛋白,通过基质辅助激光解吸电离串联飞行时间质谱(MALDI-TOF-TOFMS)分析获得大量小肽的序列特征。与已构建的家蚕cDNA文库及蛋白质数据库进行比对,确定一个在家蚕孤雌生殖过程中表达量显著上调的差异蛋白为磷脂酰肌醇蛋白聚糖(phosphatidylinositol glycan,PGL)。为了探讨PGL蛋白在家蚕孤雌生殖发生中的作用,采用cDNA末端快速扩增(RACE)技术扩增目的基因5′端片段,获得PGL蛋白基因的全长cDNA,生物信息学分析显示该基因cDNA全长1038bp,编码345个氨基酸,其编码蛋白理论分子质量为39.516kD,等电点为5.845,包含1个保守的GPI8结构域,信号肽概率为0.997,可能为分泌型蛋白,预测蛋白功能域包含酪蛋白激酶Ⅱ磷酸化、N糖基化、蛋白激酶C磷酸化等多个功能位点。依据PGL蛋白的理化性质、结构功能推测其有可能在不同程度上通过细胞信号转导途径参与了家蚕孤雌生殖发生过程并发挥重要作用。     

家蚕对“灭蚕蝇”的抵抗力试验

本文通过健康蚕、被家蚕追寄蝇寄生的家蚕(简称蝇蛆蚕)对"灭蚕蝇"的抵抗力试验发现:(1)"灭蚕蝇"对健康蚕、蝇蛆蚕都有一定的影响,但随着浓度增高,影响增大。(2)"灭蚕蝇"同样浓度施用后,健康蚕的抵抗力要强于蝇蛆蚕,其中50倍"灭蚕蝇"施用后,健康蚕死亡率只有10%～15%,蝇蛆蚕死亡率却高达35%以上。(3)"灭蚕蝇"添食,对家蚕的影响要大于体喷方法。虽然家蚕对"灭蚕蝇"产生了一定的抗药性,但在养蚕生产中,"灭蚕蝇"的施用浓度依然不能过高,以免造成家蚕死亡。     

杀虫剂溴氰菊酯对野桑蚕和家蚕的毒力比较

基于了解野桑蚕(Bombyxmandarina)和家蚕(Bombyxmori)对农用杀虫剂溴氰菊酯的抗药性差异,采用点滴法和浸叶法测定了溴氰菊酯对野桑蚕和家蚕的毒力,结果其毒力基本一致。野桑蚕和家蚕对溴氰菊酯的敏感度均较高,LD50在0.027~0.429 ng/头之间,但吴江野桑蚕、启东野桑蚕和苏大野桑蚕的抗药性较相对敏感的家蚕品种大造、菁松、皓月强10.11~15.89倍,较家蚕品种L11强4.37倍。     

中国野桑蚕和日本野桑蚕的RAPD研究

用RAPD PCR技术初步研究了中国野桑蚕与日本福冈野桑蚕之间的DNA多态性。结果表明 ,不同地域中国野桑蚕个体之间及其与日本福冈野桑蚕个体之间均呈现出丰富的DNA多态性。中国野桑蚕同家蚕共有带率达 3 5 5 % ,同日本福冈野桑蚕为 4 5 1% ,而日本福冈野桑蚕同家蚕为 3 2 % ;中国野桑蚕与家蚕的平均遗传距离为0 5 2 ,日本野桑蚕与家蚕的平均遗传距离为 0 6 3,与中国野桑蚕的为 0 5 8,而且与中国沈阳地区野桑蚕之间的遗传距离最近 ,为 0 4 8,以此创建了它们的系统进化树。     

野桑蚕和家蚕的环境适应性比较研究

野桑蚕和家蚕对不同组分人工饲料的食性比较研究表明 ,野桑蚕不取食无桑叶粉的人工饲料 ,4 8h不出现疏毛现象 ,其食性较家蚕单一。以完成虫态的积温研究二者对气象环境的适应性 ,发现野桑蚕对气象环境的适应性较家蚕强 ,野桑蚕完成不同虫态所需的有效积温较稳定。对野桑蚕和家蚕添食农药和紫外辐照处理 ,结果表明野桑蚕对不良的环境的耐受性较家蚕强 :添食相同浓度的农药 ,家蚕全部中毒死亡 ,而野桑蚕却部分存活 ,且正常化蛹 ;紫外线辐照可使野桑蚕提前老熟营茧     

几种绢丝昆虫遗传多样性的RAPD研究

选用重复性较好的 10个引物对 6种绢丝昆虫 2 3个个体进行扩增 ,共得到 2 45个RAPD标记。RAPD分析结果表明 :家蚕及野桑蚕种内各品种材料的遗传距离较大 ,天蚕、蓖麻蚕及柞蚕较小 ;家蚕与野桑蚕两者之间遗传距离小 ,反映出家蚕和野桑蚕亲缘关系较近 ;而天蚕、蓖麻蚕和柞蚕三者之间以及分别与家蚕和野桑蚕之间的遗传距离较大 ,亲缘关系远。聚类分析的结果与之相同。并且对家蚕的起源及绢丝昆虫遗传多样性的保护利用做了探讨。     

老挝家蚕线粒体cox3基因序列分析及分子进化研究初探

对老挝家蚕品种L11的线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)cox3基因(cox3)进行PCR扩增、克隆和序列分析。结果表明,在测定的909bp的片段中,含有ATPase 6基因及tRNA-Gly基因的部分序列和cox3全序列。其中,cox3读码框包括789个核苷酸,编码262个氨基酸。L11 cox3和已经公布的家蚕(中国家蚕品种夏芳、日本家蚕Aojuku、韩国家蚕Backojam)mtDNAcox3基因完全一致,但与日本野桑蚕、中国野桑蚕的氨基酸同源性分别为99%和98%。     

家蚕和野桑蚕酚氧化酶原基因的组织表达差异比较

酚氧化酶在昆虫体液免疫反应中起着非常重要的作用。根据GenBank中登录的家蚕和野桑蚕酚氧化酶原基因cDNA序列设计特异引物,用半定量RT-PCR方法检测了家蚕和野桑蚕各组织中酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)的表达谱,发现该基因在家蚕和野桑蚕组织中的表达差异较大,且具有明显的组织特异性。家蚕PPO1基因只在血液中被检出有很高的表达,而野桑蚕PPO1基因在血液和头部中均有表达,且在血液中的表达量最高;PPO2基因在家蚕组织中的表达量从高至低顺序为血液、脂肪体、卵巢、头部、表皮、精巢、中肠和丝腺,而在野桑蚕组织中的表达量从高至低顺序为血液、头部、中肠、表皮、精巢、卵巢和脂肪体,在丝腺中没有被检出有表达。推测可能是由于起源于野桑蚕的家蚕在长期的驯化及人工选择过程中引起了酚氧化酶原基因功能的变化。     

中国野桑蚕滞育激素基因的克隆与序列分析

根据家蚕DH PBAN基因序列设计特异引物 ,以中国野桑蚕基因组DNA为模板进行PCR扩增 ,获得了1 5 85kb的目的片段 ,将其克隆进pMD18 T载体 ,测序和同源性比较结果表明 :该片段由 3个外显子、2个内含子组成 ,2个内含子均为典型的GT AG结构 :该片段编码中国野桑蚕滞育激素 (DH)及DH引导肽 ;中国野桑蚕DH及引导肽与家蚕及日本野桑蚕的DH及引导肽氨基酸序列完全相同 ,其基因cDNA序列的同源性分别为 99 3%、97 2 %。研究结果进一步显示了中国野桑蚕与家蚕之间的近缘关系。     

野桑蚕和不同家蚕品系幼虫体内1-脱氧野尻霉素含量测定

采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)-紫外检测法测定了野桑蚕和不同品系家蚕体内的1-脱氧野尻霉素(1-DNJ)含量,并调查了家蚕5龄幼虫不同组织不同生长时期1-DNJ含量的变化。野桑蚕与家蚕、家蚕不同品系间的1-DNJ含量存在极显著差异:野桑蚕全蚕粉中1-DNJ含量最高,质量分数平均为0.427 8%;家蚕以黄血蚕最低,平均0.220 5%。家蚕5龄幼虫不同组织的1-DNJ含量也存在明显差异:家蚕血干粉中的1-DNJ含量最高,质量分数达0.848 7%;其次是中肠、体壁和脂肪体组织,分别为0.512 2%、0.472 2%、0.308 5%;而在丝腺中几乎检测不出1-DNJ。家蚕5龄幼虫体内1-DNJ含量随发育时期呈明显变化,5龄第4天含量最高,达0.329%,第5天以后迅速下降。     

基于mtDNA ND1基因的家蚕进化分析

对中国青州野桑蚕mtDNA中ND1基因进行了克隆和序列分析。结果显示,野桑蚕ND1基因全长为933bp,编码310个氨基酸残基,A+T含量较高,达78.7%;同源性分析显示,不同来源的家蚕和野蚕ND1基因在核苷酸水平和氨基酸水平具有很高的相似性;以ND1基因的核苷酸序列及氨基酸残基序列进行了家蚕及野桑蚕的分子进化分析,进一步证明家蚕起源于中国野桑蚕。用mtDNA的ND1基因的核苷酸序列Blast家蚕的基因组序列,发现家蚕基因组中存在与ND1基因部分区域同源的序列,表明家蚕基因组中存在起源于线粒体的假基因。