眠期家蚕抗菌肽基因的转录表达分析

【目的】探究家蚕眠期抗菌肽基因的表达变化规律,为深入拓展理解眠期家蚕免疫防御机制提供新线索。【方法】以四龄眠0、12、24 h和五龄起蚕的家蚕幼虫为实验材料,利用抑菌曲线法测定血淋巴的抑菌活性,采用实时荧光定量PCR检测脂肪体抗菌肽基因的表达情况。【结果】四龄眠0、12、24 h和五龄起蚕的血淋巴对金黄色葡萄球菌均无抑菌作用,而四龄眠12和24 h的血淋巴对大肠杆菌均有明显的抑菌作用。这表明眠期家蚕血淋巴出现了选择性抑菌活性。在四龄眠至五龄起蚕不同发育时间,抗菌肽基因Lebocin3和Moricin的表达量无显著变化;Attacin1基因仅在四龄眠24 h出现上调表达;CecropinB6和Gloverinv2基因的表达量逐渐减弱,呈现下调表达的趋势,而Enbocin2和DefensinB的表达量逐渐升高,呈现上调表达趋势。【结论】眠期家蚕抗菌肽基因表达规律并不一致,Attacin1、Enbocin2和DefensinB可能在家蚕眠期发挥一定的免疫防御功能。     

BmNPV对家蚕不同组织ALP活性及其基因表达的影响

【目的】探究家蚕感染BmNPV后,不同组织碱性磷酸酶(ALP)及其基因表达变化规律,为阐明BmNPV的侵染机制及培育抗NPV蚕品种的选育提供借鉴和思考。【方法】通过经口添食BmNPV,检测分析家蚕中肠、血淋巴和脂肪体ALP基因的表达水平及其编码的碱性磷酸酶活性变化情况。【结果】家蚕中肠ALP基因在感染BmNPV后6、9和12 h呈现上调表达趋势,其编码的碱性磷酸酶活性显著高于对照组,在感染24 h基因表达被抑制,同时酶活性显著降低。血淋巴碱性磷酸酶及ALP基因对BmNPV的响应略晚于中肠,ALP基因在感染9 h开始上调表达,在12 h表达量最高,在24 h表达量急剧降低。碱性磷酸酶活性在9和12 h极显著高于对照组,而在24 h急剧减弱,显著低于对照组。脂肪体ALP基因表达量及碱性磷酸酶活性仅在感染12 h显著高于对照组。【结论】家蚕感染BmNPV后,中肠、血淋巴和脂肪体ALP基因表达水平及碱性磷酸酶活性变化均是呈现先升高后急剧减弱的趋势。基因的表达情况与酶活性变化规律一致,这与家蚕感染BmNPV后,其自身机体的生理代谢进程存在紧密联系,暗示碱性磷酸酶在家蚕抗病毒过程中发挥了重要作用。     

家蚕中肠丝氨酸蛋白酶基因对家蚕微孢子虫入侵的响应模式

为探究接种家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)24与48 h后,家蚕中肠6种丝氨酸蛋白酶基因(serineprotease gene,sps)的表达变化趋势,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,qRT-PCR)方法对正常组和微孢子虫感染试验组的6个家蚕中肠丝氨酸蛋白酶基因(编号分别为sp1、sp3、sp5、sp8、sp11和sp12)进行定量分析。结果显示,与正常家蚕中肠内丝氨酸蛋白酶基因的转录水平相比,sp1、sp3、sp5和sp12在接种家蚕微孢子虫24与48 h后均上调表达,其中sp5上调最明显,接种家蚕微孢子虫24与48 h的表达量分别是对照的1.9和1.2倍;sp8和sp11在受微孢子虫感染24 h后表达上调,而48 h后表达量下降。结果表明,丝氨酸蛋白酶(serineprotease,SP)参与了家蚕中肠对微孢子虫入侵的免疫反应;不同丝氨酸蛋白酶上调倍数不同,说明不同丝氨酸蛋白酶参与家蚕免疫反应的程度不同;家蚕微孢子虫侵染48 h后,sp8和sp11出现了下调,推测微孢子虫的成功入侵抑制了sp8和sp11的表达。家蚕中肠不同丝氨酸蛋白酶在微孢子虫感染的不同时间的表达变化趋势为进一步研究丝氨酸蛋白酶家族在家蚕微孢子虫与宿主家蚕互作中的作用奠定了基础。     

家蚕中肠丝氨酸蛋白酶基因对家蚕微孢子虫入侵的响应模式

为探究接种家蚕微孢子虫(Nosema bombycis)24与48 h后,家蚕中肠6种丝氨酸蛋白酶基因(serine protease gene, sps)的表达变化趋势,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)方法对正常组和微孢子虫感染试验组的6个家蚕中肠丝氨酸蛋白酶基因(编号分别为sp1、sp3、sp5、sp8、sp11和sp12)进行定量分析.结果显示,与正常家蚕中肠内丝氨酸蛋白酶基因的转录水平相比, sp1、sp3、sp5和sp12在接种家蚕微孢子虫24与48 h后均上调表达,其中sp5上调最明显,接种家蚕微孢子虫24与48 h的表达量分别是对照的1.9和1.2倍;sp8和sp11在受微孢子虫感染24 h后表达上调,而48 h后表达量下降.结果表明,丝氨酸蛋白酶(serine protease,SP)参与了家蚕中肠对微孢子虫入侵的免疫反应;不同丝氨酸蛋白酶上调倍数不同,说明不同丝氨酸蛋白酶参与家蚕免疫反应的程度不同;家蚕微孢子虫侵染48 h后,sp8和sp11出现了下调,推测微孢子虫的成功入侵抑制了sp8和sp11的表达.家蚕中肠不同丝氨酸蛋白酶在微孢子虫感染的不同时间的表达变化趋势为进一步研究丝氨酸蛋白酶家族在家蚕微孢子虫与宿主家蚕互作中的作用奠定了基础.     

昆虫激素对家蚕血淋巴和体壁酚氧化酶活性及其基因表达水平的影响

[目的]研究外源昆虫激素对家蚕酚氧化酶活性及其基因表达水平的影响,明确昆虫激素对酚氧化酶的调控作用,为深入解析家蚕酚氧化酶的功能及基因表达调控机制提供参考依据.[方法]对五龄第3d发育良好的家蚕幼虫注射蜕皮激素20E和保幼激素JH,以注射等量0.1%二甲基亚砜(DMSO)为对照,分别在注射3、6、12和24 h后解剖家蚕幼虫采集血淋巴和体壁,检测分析家蚕酚氧化酶活性及其基因表达的变化情况.[结果]注射外源JH和20E均能促进家蚕血淋巴酚氧化酶原基因PPO1和PPO2的表达,有效增加酚氧化酶活性.家蚕血淋巴PPO1和PPO2基因对JH和20E的响应时间存在一定差异,其中,经JH处理后2个酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)仅在处理6和12 h时显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)上调表达;而经20E处理后PPO1和PPO2基因从3 h开始一直持续到12 h均呈上调表达趋势.JH和20E对家蚕体壁PPO1和PPO2基因的影响恰好相反,具体表现为:JH能有效抑制家蚕体壁PPO1和PPO2基因的表达,降低酚氧化酶活性;20E则促进家蚕体壁PPO1基因上调表达,但不影响PPO2基因表达.[结论]家蚕酚氧化酶原基因PPO1和PPO2表达受JH和20E的调控,且激素对酚氧化酶原基因表达水平的影响与其酶活性变化规律一致,提示酚氧化酶不仅参与昆虫激素的代谢,还与激素协同调控家蚕的蜕皮变态.     

家蚕感染球孢白僵菌后4种抗菌肽基因的表达分析

【目的】阐明家蚕(Bombyxmori)抗菌肽对球孢白僵菌感染的应答模式,为揭示家蚕及鳞翅目昆虫抗真菌机制提供参考依据。【方法】利用实时荧光定量PCR检测家蚕被球孢白僵菌感染后抗菌肽基因cecropinA、gloverin2、lebocin1/2和lysozyme的表达情况,比较4种抗菌肽在家蚕脂肪体、血淋巴、马氏管和中肠中不同时间点的表达差异。【结果】经球孢白僵菌诱导后,cecropinA基因在家蚕脂肪体中的最高上调表达倍数为10.2倍,在血淋巴中的最高上调表达倍数为13.2倍,在马氏管中感染初期显著上调表达(P<0.05,下同),在中肠中感染后期显著上调表达;gloverin2基因在家蚕脂肪体中出现2次上调表达过程,最高上调表达倍数为15.7倍,在血淋巴中感染前期呈上调表达,在马氏管中略呈下调表达,中肠中的gloverin2基因在接种后16~48 h呈显著上调表达,最高上调表达倍数为6.7倍;lebocin1/2基因在家蚕脂肪体和血淋巴中的最高上调表达倍数分别为19.4和22.4倍,在马氏管中仅在接种后16 h呈显著上调表达,在中肠中则是接种后24~48 h呈显著上调表达;lysozyme基因在家蚕脂肪体中显著上调表达,在血淋巴和马氏管中感染初期也呈显著上调表达,但在中肠中的表达无明显规律。【结论】cecropinA、gloverin2、lebocin1/2和lysozyme基因在球孢白僵菌侵染家蚕的过程中均不同程度地被诱导上调表达,尤其在家蚕脂肪体和血淋巴中较明显,由此推测这4种抗菌肽在抵御球孢白僵菌的侵染过程中发挥重要作用。     

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。     

家蚕肠道感染细菌后6种抗菌肽基因表达的变化

【目的】研究感染绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)和金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)后,家蚕中肠和脂肪体中6种抗菌肽基因表达的变化,为家蚕肠道免疫研究提供一定的理论依据。【方法】给家蚕喂食感染绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌,以喂生理盐水为对照,利用半定量RT-PCR方法,检测感染不同时间(1,2,4,8,16,24h)后中肠和脂肪体中6种抗菌肽基因表达的变化。【结果】喂食绿脓杆菌1,2h后,中肠中抗菌肽Gloverin2、Lebocin、CecropinB6、CecropinD和Moricin的相对表达量显著上调;喂食金黄色葡萄球菌1,2,4h后,中肠中6种抗菌肽的相对表达量均显著上调。在脂肪体中,感染两种细菌后,仅抗菌肽CecropinD、Moricin和Attacin2相对表达量的变化较为显著。【结论】家蚕在感染不同细菌后所诱导的免疫机制不同。细菌经由口器进入家蚕肠道,可同时引起上皮免疫反应和体液免疫反应。     

玉米YABBY转录因子家族的特征及表达分析

YABBY基因家族是广泛存在于种子植物中的一类转录因子,参与植物的胚胎发育、侧生器官分化与逆境应答等生物学过程。玉米YABBY转录因子家族含有13个成员,其N端均为锌指结构域,C端为螺旋-转角-螺旋结构域。qRT-PCR表明YABBY家族具有明显的组织特异性,除了ZmYAB1不在雌穗表达外,其余成员在生殖器官中的表达量均明显高于营养器官。ZmYAB5、ZmYAB7、ZmYAB9、ZmYAB13基因整体表达水平比较高,而ZmYAB3、ZmYAB4、ZmYAB8基因则几乎不表达。同时对玉米YABBY基因家族逆境应答反应分析发现：在4℃环境中,ZmYAB1、ZmYAB5、ZmYAB13在处理3 h内下调幅度较大,ZmYAB9在处理24 h时表达量上调;在NaCl处理中,整个家族呈现先上调,然后逐渐下调的趋势,在PEG处理中,整个家族表达量下调。在水杨酸处理中,ZmYAB5、ZmYAB13显著上调,ZmYAB1、ZmYAB6、ZmYAB7、ZmYAB9在处理3 h内上调幅度明显,并随后回落;ZmYAB9在处理超过12 h后出现下调。ABA处理中,ZmYAB1、ZmYAB2、ZmYAB6、ZmYAB9有不同程度的上调,ZmYAB7、ZmYAB10在处理超过6 h后出现明显下调趋势,ZmYAB5、ZmYAB13整体为上调的趋势。研究结果为进一步明确该家族成员的功能奠定了基础。     

1-脱氧野尻霉素对家蚕中肠BmSuc1基因表达及其酶活性的影响

为研究1-脱氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin,简称DNJ)对家蚕中肠BmSuc1基因表达及其酶活性的影响,以5龄第3天家蚕为试验材料,经口添食不同剂量的生物碱DNJ,采用实时荧光定量PCR方法检测中肠BmSuc1的表达情况,同时测定β-呋喃果糖苷酶的活性。结果表明,添食不同剂量的DNJ均能引起BmSuc1基因在添食6、9 h出现上调表达,但相对表达量有一定差异,添食4μg/头的处理组在添食6、9 h基因的相对表达量分别是对照组的1.9、2.9倍,添食2μg/头的处理组在添食6、9 h基因的相对表达量分别仅为对照组的1.5、1.8倍。另外,添食4μg/头的处理组β-呋喃果糖苷酶活性在添食6、9、12 h显著高于对照组,而添食2μg/头的处理组酶活性仅在添食6、9 h显著高于对照组。由结果可知,酶活性变化与基因的转录表达规律基本一致。     

家蚕丝氨酸蛋白酶BmSP141的表达特征及对饥饿的响应

【目的】分析家蚕(Bombyx mori)丝氨酸蛋白酶基因BmSP141序列信息,明确其时空表达模式,结合饥饿与重新喂食处理对其表达的影响,探究该基因在家蚕中的功能。【方法】对家蚕丝氨酸蛋白酶基因BmSP141进行T-A克隆,得到其编码区核苷酸序列;应用生物信息学在线网站对该基因编码区推导的氨基酸序列、分子量、结构域等信息进行分析;利用ClustalX1.8和MEGA5.02软件对BmSP141与其他物种的丝氨酸蛋白酶进行多序列比对和系统发生树分析;构建原核表达载体p28-BmSP141,并转化到Rosetta（DE3）菌株中诱导表达,利用镍柱亲和层析纯化重组蛋白。利用半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR方法对其组织和时期表达特征进行分析;采用蛋白质免疫印迹（Western blot）技术,分别分析BmSP141蛋白在家蚕5龄第3天各组织的表达情况和5龄幼虫中肠的表达变化;通过免疫荧光定位分析BmSP141蛋白在4龄幼虫中肠的分布情况;利用实时荧光定量PCR和Western blot方法对饥饿处理和再喂食后BmSP141的表达情况进行分析。【结果】BmSP141编码含有292个氨基酸的蛋白,其中第1-17位氨基酸为信号肽,其成熟体蛋白预测分子量为25.9 kD,等电点为7.8。同源序列比对表明,BmSP141与烟芽夜蛾丝氨酸蛋白酶和蓓带夜蛾丝氨酸蛋白酶序列同源性较高,分别达到62%和63%。这些同源序列具有保守的催化三联体,与活性相关的基序也很保守,但与胰凝乳蛋白酶保守的底物特异性位点相比,BmSP141的底物特异性位点发生改变。在16和37℃条件下诱导后,重组蛋白均以包涵体形式表达,经镍柱亲和层析纯化后得到了较纯的重组蛋白,并用该蛋白制备了效价较高的多克隆抗体。组织和时期表达特征分析表明,该基因主要在家蚕幼虫的中肠组织特异性表达, 且在幼虫起蚕到食桑期表达逐渐增加,但眠期表达下降,蛹期和成虫期表达水平较低。Western blot分析也表明,BmSP141蛋白仅在家蚕中肠组织表达,且从5龄起蚕到上蔟表达量先增加后降低。免疫荧光定位结果表明,BmSP141定位于中肠上皮细胞的细胞质中,进一步证实BmSP141在中肠特异表达。在转录和翻译水平,BmSP141饥饿处理后表达量显著下调,而重新喂食后其表达量上调,表明BmSP141的表达受到消化道食物的诱导。【结论】家蚕丝氨酸蛋白酶BmSP141在中肠组织表达,在幼虫期食桑期高表达,蛹期和成虫期表达水平较低,受消化道食物的诱导而上调表达,推测该基因可能参与家蚕中肠的消化过程。     

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β-呋喃果糖苷酶基因BmSuc1表达特征及其对激素的响应

【目的】探究BmSuc1基因在家蚕不同组织及不同时期的表达特征及经昆虫激素处理后的表达变化规律,明确昆虫激素对BmSuc1基因的调控作用,为深入解析BmSuc1基因的功能及其表达调控机制提供参考依据。【方法】利用实时荧光定量PCR检测BmSuc1基因在家蚕发育过程中不同时期和不同组织及外源激素处理后的表达特征,并通过双链RNA （dsRNA）干扰试验检测家蚕20-羟基蜕皮素（20E）受体基因（USP）干扰效果及BmSuc1基因的表达变化。【结果】BmSuc1基因在家蚕中肠中的相对表达量最高,其次是丝腺、表皮和血淋巴,在其他组织中的相对表达量很低或几乎不表达;BmSuc1基因呈脉冲型的表达模式,在家蚕每个龄期的将眠时、五龄后期（上簇前）及预蛹时的相对表达量较高。利用外源激素[20E和保幼激素（JH）]分别处理五龄第2 d发育良好的家蚕,发现经20E处理后12和18 h,BmSuc1基因相对表达量极显著高于注射0.1%二甲基亚砜（DMSO）的对照组（P<0.01,下同）,但在测定时间范围内JH处理组的BmSuc1基因相对表达量与对照组间无显著差异（P>0.05）。以体外转录合成USP基因的dsRNA注射五龄第3 d家蚕,注射后24和36 h,USP基因相对表达量极显著下调,即dsRNA干扰成功。利用RNAi技术干扰USP基因能阻断20E信号转导,致使BmSuc1基因表达受抑制,其相对表达量在干扰USP基因后24和36 h显著下调（P<0.05）。【结论】BmSuc1基因主要在家蚕蜕皮和变态时高表达,暗示其可能参与家蚕的变态发育过程。添加外源20E可诱导BmSuc1基因转录,而阻断20E信号转导途径会抑制BmSuc1基因表达,即BmSuc1基因作为20E信号转导通路中的下游靶基因,直接或间接受到20E信号调控。     

东南景天捕光叶绿素a/b结合蛋白基因SaLhcb2的分离及功能

LHCB基因对植物适应各种环境胁迫的过程中起着重要作用。序列分析显示:东南景天Sedum alfredii的SaLhcb2基因全长929 bp, 其中开放阅读框(ORF)为798 bp, 含有1个74 bp的内含子。通过蛋白序列比对, SaLhcb2基因编码的蛋白与多种植物的蛋白序列同源性都很高(92%以上)。分析400 μmol·L-1镉离子(Cd2+), 铜离子(Cu2+)和铅离子(Pb2+)胁迫处理后的东南景天, 结果显示:镉处理后SaLhcb2基因在茎、叶中表达量快速上升(12.0 h内), 根中表达量到48.0 h后才上调。铜处理后0.5 h根中表达显著上调, 胁迫6.0 h后茎中表达量显著上调, 随后一直降低, 叶片中该基因表达量一直较低。铅处理后, 根中表达量降低, 96.0 h左右比对照略微上调, 而茎中96.0 h内表达量相比对照都上调, 叶片中96.0 h内都降低。研究结果表明:SaLhcb2与东南景天的镉、铜、铅胁迫抗性有密切的相关性。     

家蚕抗菌肽的诱导及其抑菌作用研究

家蚕抗菌肽是存在于家蚕及蚕蛹的血淋巴内具有抗菌活性的多肽物质,在家蚕的天然免疫中起到至关重要的作用。采用不同剂量的γ-射线照射家蚕、对家蚕进行饥饿、电击和注射大肠杆菌等诱导处理后,提取家蚕抗菌肽,测定其抑菌效果。结果表明：以上的处理均能有效诱导抗菌物质的产生,其中饥饿法处理的家蚕产生抗菌肽的抑菌活性最强。本试验利用家蚕生产抗菌肽为家蚕的综合利用提供了一种新的途径。     

辛硫磷对家蚕细胞周期蛋白家族基因转录活性的影响

【目的】探讨经辛硫磷诱导后,家蚕细胞周期蛋白家族基因(CyclinA、CyclinB、CyclinB3、CyclinE)在5龄幼虫各种组织中的转录活性,为进一步研究有机磷农药对家蚕的损伤机制提供参考。【方法】采用实时荧光定量PCR方法,以饲喂清水浸泡过的桑叶为对照,分析家蚕5龄3d幼虫喂食辛硫磷(4μg/mL)浸泡桑叶24h后,脑、脂肪体、中肠、丝腺、马氏管、精巢及卵巢等7种组织中4种细胞周期蛋白家族基因的转录水平。【结果】与对照组相比,辛硫磷诱导24h后,CyclinA、CyclinB、CyclinB3在各组织中均表达上调,CyclinE在中肠及脂肪体中表达显著下调,在精巢与马氏管中无明显变化,在其他组织中则表达上调。【结论】辛硫磷诱导24h后,家蚕组织中CyclinA、CyclinB及CyclinB3基因表达上调,这可能是家蚕对磷胁迫的响应;CyclinE在中肠及脂肪体中表达显著下调,这与这2种器官是家蚕重要的解毒代谢器官有关。     

梨CBL基因家族全基因组序列的鉴定及非生物胁迫下的表达分析

【目的】最近在植物中发现了一类Ca²⁺传感蛋白--类钙调磷酸酶B亚基蛋白CBL（calcineurin B-like proteins）,CBL及其靶蛋白CIPK（CBL-interacting protein kinase）构成CBL/CIPK信号网络系统,在植物干旱、盐渍、低温等逆境胁迫应答中起重要作用。鉴定梨基因组中CBL家族基因成员,对其基因进化、结构与表达特征进行分析,为植物CBL基因功能分析与利用提供依据。【方法】通过生物信息学手段,结合梨基因组注释信息,鉴定梨CBL家族成员序列信息;利用MEGA6.0程序进行多序列比对、分类并构建系统进化树;利用per1程序、GSDS工具以及Clustal X软件进行基因结构与保守性分析;通过qRT-PCR技术进行多种非生物胁迫处理下PbCBLs表达分析。【结果】成功鉴定出7个CBL家族成员,基因结构预测表明PbCBL9含5个内含子,其余PbCBLs均含有7-8个内含子;预测的PbCBLs均含4个EF-hand功能域,且相邻EF-hand功能域之间氨基酸数目非常保守;通过系统发育树分析,将7个PbCBLs分为2类;qRT-PCR技术进行不同胁迫处理下杜梨叶片PbCBLs的表达分析,结果表明,在NaCl胁迫下,PbCBL1表达量6 h降至最低,24 h则明显升高;与之相反,PbCBL2和PbCBL3的表达量在6 h达最高,24 h最低;PbCBL4和PbCBL8表达量在3 h明显增加,随后表达量下降;PbCBL9表现明显的上调趋势,24 h达到最大;PbCBL10则在6 h表达量最高。10%（w/v）PEG6000胁迫处理下,PbCBL2、PbCBL4和PbCBL8表达量上调,PbCBL1表达量下调;PbCBL3、PbCBL9和PbCBL10表达量均在6 h最低,12 h和24 h较6 h明显升高,PbCBL3和PbCBL10于24 h表达量达到最高,而PbCBL9在12 h表达量最高。4℃低温处理下,PbCBL2、PbCBL4、PbCBL8表达量上调;而PbCBL1和PbCBL3表达量下调;PbCBL9和PbCBL10表达量表现上下波动的变化趋势,均在3 h有明显增加,随后显著降低。42℃高温胁迫处理下,PbCBL1、PbCBL3和PbCBL4表达量下调;PbCBL2表达量整体上调,6 h达到最高;PbCBL8、PbCBL9和PbCBL10总体呈现相同的变化趋势,在3 h表达量达到最高,随后明显下降。ABA处理下,PbCBL3和PbCBL10表达量下调,PbCBL2与PbCBL8表达量上调;PbCBL1在6 h表达量最高;PbCBL4和PbCBL9表达量呈现相似的变化趋势,3 h明显升高,随后下降,24 h时最低。【结论】成功鉴定的7个候选PbCBLs中,2个基因（PbCBL8和PbCBL9）受盐胁迫诱导表达,3个基因（PbCBL2、PbCBL4和PbCBL8）分别受干旱、低温与ABA诱导表达。PbCBL2在高温胁迫下被强烈诱导可能意味着其在高温应答中发挥重要作用。     

Poly(I:C)刺激下猪肺泡巨噬细胞TLR3基因及其信号通路基因表达变化分析

为了探讨猪肺泡巨噬细胞(3D4/21细胞)在聚肌胞苷酸Poly(I:C)刺激下发生的免疫应答分子机制,通过Poly(I:C)模拟病毒体外刺激3D4/21细胞,分别于不同处理时间(4、8、12、24 h)观察细胞形态变化,并采用qPCR方法检测Toll受体3(Toll-like receptor 3,TLR3)基因及其信号通路相关基因的表达量变化。结果表明,Poly(I:C)能够刺激3D4/21细胞诱导TLR3信号通路相关基因表达量发生变化。试验组TLR3基因和干扰素调节因子3(Interferon regulatory factor 3,IRF3)基因的表达量在4个处理时间均表现为先下调后上调的趋势,两者均在处理24 h时表达量最高,其表达量分别是对照组的2.77倍和1.42倍,TLR3基因在12 h和24 h与对照组相比差异显著(P0.05),IRF3基因在4个处理时间与对照相比均差异不显著;试验组干扰素α(Interferonα,IFNα)基因在4个处理时间中呈现上调趋势,在24 h时表达量最高,其表达量是对照组的2.91倍,且差异显著(P0.05);试验组共刺激分子CD86基因的表达量呈现先上升后下降的趋势,于12 h时表达量最高,表达量是对照组的17.60倍,且差异极显著(P0.01)。因此,猪体内TLR3基因及其信号通路相关基因参与了Poly(I:C)刺激并引起症状的过程,表明TLR3基因及其信号通路相关基因的表达水平对猪病毒性疾病存在一定调控作用。     

花绒寄甲HSP70基因的特征与表达

为阐明热休克蛋白70(HSP70)在花绒寄甲(Dastarcus helophoroides)发育及雌雄成虫抵抗环境胁迫中的作用,利用实时荧光定量PCR技术分析了其在发育阶段和环境胁迫时的表达情况。从花绒寄甲转录组中获得3条HSP70基因,分别命名为D.h HSP69.09、D.h HSP70.11和D.h HSP71.88。发育阶段定量结果显示,3条HSP70在所有发育阶段均有表达,D.h HSP69.09在1龄幼虫期表达量最高;D.h HSP70.11和D.h HSP71.88在雄虫中表达量最高。在检测的成虫组织中,D.h HSP69.09和D.h HSP70.11在卵巢表达量最高;D.h HSP71.88在脂肪体中表达量最高。HSP70基因随温度升高(23℃升至44℃)、41℃下处理时间(0~270 min)延长、氧化剂浓度(0~70 mmol·L-1)的升高表达量先增加后减少,雌雄表达量差异较大。饥饿试验显示,雌雄虫表达模式不同;随饥饿时间延长,雄虫HSP70基因表达量有所降低,雌虫一定时间内有所上升。因此,花绒寄甲HSP70可能与不同发育期的转换、幼虫的蜕皮行为相关;HSP70对温度、氧化和饥饿胁迫的应激敏感程度和表达水平不同,能够有效应对高温、氧化、饥饿等环境胁迫。     

家蚕免疫负调控分子BmFAF的功能

【目的】在细胞和个体水平上探讨家蚕BmFAF的免疫负调控功能,为研究昆虫免疫稳态提供参考。【方法】通过RT-PCR技术克隆BmFAF并进行结构域预测和分析;利用荧光定量PCR检测BmFAF在家蚕各龄期以及5龄第3天幼虫的各组织中的时空表达特征和家蚕感染细菌后的免疫诱导表达特征;构建BmFAF的细胞表达载体以及合成用于RNAi的dsRNA,通过质粒或dsRNA的转染在BmE细胞中过表达BmFAF或降低BmFAF的表达水平,并利用Western blotting或定量PCR予以确认,同时检测抗菌肽基因表达水平的变化;通过注射dsRNA在个体中降低BmFAF的表达水平,并检测BmFAF对抗菌肽基因表达水平和家蚕感染细菌后存活率的影响。【结果】BmFAF与其他物种FAF家族成员有较高的同源性,与人类HsUBXD8、HsFAF1和果蝇DmCaspar分别具有60%、42%和47%的相似性,并具有保守的UBX结构域。时空表达特征分析表明,除生殖腺外,BmFAF在免疫组织中表达量略高于其他组织,眠蚕期表达量显著高于起蚕期,尤其在2龄和3龄眠蚕中的表达量最高;5龄时BmFAF的表达量普遍较低,而从5龄发育至预蛹期时,BmFAF的表达水平有所上升。免疫诱导表达谱显示,家蚕在注射感染黑胸败血芽孢杆菌或黏质沙雷氏菌0.5 h后,脂肪体中BmFAF的表达水平即显著下降,且在12 h内没有恢复,而抗菌肽BmCecropinA1的表达则持续上升,并在12 h时达到最高。在BmE细胞中过表达BmFAF,抗菌肽BmCecropinA1、BmAttacin和BmMoricin的表达水平与转染对照质粒的细胞中的抗菌肽相比,均显著降低。在细胞中转染dsRNA后,BmFAF的表达水平被有效地降低50%-60%,抗菌肽BmCecropinA1和BmMoricin的表达水平与对照相比均显著升高。对5龄第2天家蚕幼虫注射dsRNA,24 h后通过荧光定量PCR检测到BmFAF的表达水平在注射dsFAF的家蚕中下降至注射dsEGFP对照中的45%;而抗菌肽BmCecropinA1和BmMoricin、BmAttacin的表达水平均被显著上调。这些家蚕通过注射感染黏质沙雷氏菌24 h后,死亡率即低于对照组,在感染72 h后仍有40%左右的家蚕存活,而对照组中则无家蚕存活。【结论】结构分析、表达特征以及细胞和个体水平上的功能研究表明,BmFAF是一个具有免疫负调控作用的分子,通过抑制抗菌肽的表达维持家蚕免疫稳态, 而降低BmFAF的表达水平则导致抗菌肽表达水平升高,从而有助于减缓甚至避免家蚕在感染细菌后的死亡。