抗保幼激素调控家蚕发育相关血液蛋白质组的初步分析

为探讨抗保幼激素调控家蚕发育的分子机理,以二化性蚕品种大造为材料,在4龄饷食时进行金鹿三眠素添食处理,并采用一维凝胶电泳/质谱(1-DE/MS)技术,分别对金鹿三眠素处理组和清水对照组不同发育阶段的雌蚕血液蛋白质进行了分离与鉴定,结果检测到与发育调控相关的差异蛋白质条带,质谱分析及数据库检索共获得了82个相匹配的候选蛋白质,剔除冗余部分后鉴定了其中的26个蛋白质组分;金鹿三眠素处理组4龄蚕血液蛋白质中,分子质量大小约为30 kD与70 kD的组分比较丰富,表达量变化类似于清水对照组5龄蚕,推测30 kD蛋白家族、血清蛋白BmLSP及其它差异表达组分可能与抗保幼激素调控的家蚕早熟变态有关。     

家蚕蚁蚕蛋白质组的质谱鉴定与数据库构建

为尝试构建基于质谱分析的家蚕蛋白质组数据库,采用一维电泳-液相色谱-质谱(1DE-LC-MS)技术对家蚕蚁蚕的蛋白质组进行了分析与鉴定。共检索到511个相匹配的候选蛋白质和92个多肽离子片段,鉴定获得了171个无冗余蛋白质组分,分别属于121种蛋白质或蛋白质亚基,其中有36种蛋白质或亚基尚未在家蚕及昆虫的基因与蛋白质数据库中报道;在171个被鉴定的蛋白质组分中,与细胞骨架和蛋白质代谢相关的组分多达64种。结果还表明,1DE-LC-MS技术也适用于从一维凝胶电泳的差异性条带及蛋白质混合样品中分离和鉴定特异蛋白质组分。     

家蚕主要血浆蛋白质的发育变化及与其它蚕的比较研究

用SDS-聚丙烯酰腔凝胶电泳(SDS—PAGE)法,观察了家蚕不同发育阶段血液主要血浆蛋白质浓度的发育变化,比较了不同的地方性三眠蚕品种间主要血浆蛋白质组成及浓度的异同。比较家蚕与野桑蚕、蓖麻蚕、樗蚕及柞蚕血浆的电泳图谱,发现家蚕与野桑蚕的电泳图谱相似而不同于蓖麻蚕、樗蚕和柞蚕。后三者之间的电泳图谱很相似,它们不存在类似于家蚕及野桑蚕中的分子量为30KD的一组蛋白质,但也存在分子量相当于家蚕贮藏蛋白质的成分。用精制的家蚕贮藏蛋白质、30K蛋白质和卵黄磷蛋白分别制备免抗血清,并使之与五种试验蚕的血液分别进行了双向免疫扩散试验。     

家蚕孤雌生殖系与有性生殖系亲本的血液比较蛋白质组学研究

为进一步解析家蚕孤雌生殖的发生机制,采用双向电泳(2-DE)、基质辅助质量飞行时间质谱(MALDI-TOF/MS)和生物信息学技术,对高发生率和高孵化率的家蚕孤雌生殖系与其有性生殖系亲本的血液蛋白质组成进行比较分析。较其有性生殖系亲本,孤雌生殖系幼虫在5龄第3天、第5天和第7天血液中的差异蛋白不完全相同。对6个持续表达和差异明显的蛋白进行质谱分析,成功鉴定其中2个蛋白分别是保幼激素结合蛋白和胰凝乳蛋白酶抑制剂-8A,推测这2个蛋白及其余4个未被鉴定出的蛋白与2种生殖方式家蚕品系的生长发育、生殖等过程的调节有关联。     

家蚕性别与生理生化性状关系的研究

在蚕茧生产上,家蚕的雌雄比为1:1,由于雌雄蚕的经济性状存在明显差异,近几年,蚕业工作者提出可在生产上推行"雌雄分养、专养雄蚕"的新举措.归根结底,雌雄蚕之间经济性状的差别是由于其生长发育及内在的生理代谢差异所引起的.本试验重点分析了家蚕性别与5龄逐日体重、丝腺鲜重、血液蛋白含量和过氧化氢酶等生理生化性状的关系,同时分析了家蚕5龄血液蛋白含量与经济性状的相关关系,以期通过生理生化的研究,为家蚕性别控制、雌雄分养、专养雄蚕的生产化提供更多的依据.     

桑叶育和人工饲料育家蚕蛹期转录组的差异分析

用人工饲料饲养的家蚕存在生长发育状况差、产丝量低、造卵数少、活力弱等问题.为解析造成这些问题的分子机制,采用高通量测序的方法,比较桑叶育和人工饲料育家蚕化蛹第3天雌雄蛹的转录组差异.结果显示,与人工饲料育家蚕相比,桑叶育家蚕雌蛹中共鉴定出61个差异表达基因,其中45个基因上调表达,16个基因下调表达;雄蛹中共鉴定出227个差异表达基因,其中134个基因上调表达,93个基因下调表达.结合GO分析和KEGG通路分析,发现雌蛹中差异表达基因显著富集在细胞色素P450对外源物质代谢的通路,而雄蛹中差异表达基因主要富集在糖胺聚糖降解、糖酵解和糖异生等途径.人工饲料喂养组中雌蛹的谷胱甘肽-S-转移酶基因表达显著下调,可能影响雌蚕体内激素的合成,从而影响生殖;而雄蛹中丙酮酸激酶基因的表达显著下调,可能影响正常的能量代谢,从而导致雄蛾活力不高.     

雌雄茧丝性状差异性调查

本试验以家蚕荧光茧色判性蚕品种L×P杂交种作为材料,调查了雌雄性别之间茧丝若干经济性状的差异性。结果全茧量雌比雄重0.347g,茧层量雌比雄重0.044g,茧层率雌比雄低2.38个百分点。茧丝纤度雄比雌细0.197dtex,干茧出丝率雄比雌高出1.99个百分点,茧丝长雄比雌长38.36m。雌雄茧丝质性状虽有差异,但在显著水平а=0.05下均未达到显著水平。     

二化性家蚕卵低温和常温催青的胚胎期蛋白质表达差异分析

家蚕二化性品种的滞育性受上代胚胎期环境条件调控,查找家蚕胚胎期滞育关联蛋白,可为最终阐明家蚕滞育的分子机制提供实验依据。以家蚕二化性品种秋丰的蚕卵为材料,分别在25℃常温和18℃低温条件下催青,提取胚胎不同发育时期蚕卵的易溶性和难溶性蛋白,采用蛋白质双向电泳(2-DE)和图像分析技术,研究蚕卵在胚胎不同发育时期的蛋白质差异表达谱。在易溶性和难溶性蛋白图谱中分别检测到5个和7个差异显著的蛋白点。对这些差异蛋白点进行质谱鉴定,有8个蛋白点得到可信的最佳匹配蛋白报告,共鉴定出卵特异蛋白、卵黄原蛋白、表皮蛋白和丙酮酸脱氢酶激酶4种蛋白。这些差异表达蛋白可能导致蚕卵胚胎中物质代谢和能量代谢的不同,据此推测低温和常温催青可能在蚕卵胚胎中诱导了不同的生理生化反应。     

雄蚕研究的进展

家蚕属于雌雄异体昆虫。雄蚕的染色体构型为同配性别(ZZ),雌蚕为异配性别(ZW),正常情况下所产生后代的雌雄性比为1:1,因此养蚕生产上都是雌雄蚕各占50％。多年来对雌雄蚕之间差异的研究表明,家蚕雌雄间不仅在经济性状上,而且在生理生化方面均存在差异。由于雄蚕在经济性状方面优于雌蚕,许多家蚕育种工作者致力于家蚕控制的研究,以增加雄蚕的比率,实现专养雄蚕,以达提高经济价值的目的。现将有关的研究综述如下。     

不同性别的家蚕饲育的研究

对不同性别的家蚕进行饲养，其结果调查如下：食下量雌蚕较雄蚕多，消化率雌蚕较雄蚕低，熟蚕丝腺量 雌较雄的重，而遗腹丝雌较雄的轻，全茧量雌的较雄的重，茧量雌雄无差异，茧丝量雌较雄的轻，茧丝长雌较雄的短，这说明饲养雄蚕的经济效益比雌蚕高。     

家蚕黄血近等基因系差异蛋白组学分析

为了获取与家蚕黄血基因(Y)协同作用的相关蛋白的基础信息,通过双向电泳技术对家蚕黄血近等基因系5龄起蚕黄血个体和白血个体的中肠蛋白进行分离并作图像分析,发现分离出的较为清晰的蛋白点主要集中在14～80kD区域,等电点(pI)4～9。采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)技术对其中一些差异明显的蛋白点进行鉴定,鉴定结果较为可信的5个蛋白点包括参与能量代谢、蛋白质合成等功能蛋白,这些蛋白可能与家蚕黄血性状的形成有关。采用实时定量PCR方法,对质谱鉴定出的质子转移ATP合酶β亚基2编码基因在家蚕黄血近等基因系黄血个体和白血个体5龄不同发育时期的相对表达量进行分析,结果表明该基因在2种个体中的表达均呈现明显上升的趋势,并且在黄血个体中的表达量明显较白血个体高,5龄第1-2天的相对表达量高7倍左右,提示该基因可能与家蚕的黄血性状有关联。     

家蚕5龄第3天血液蛋白的双向电泳及质谱分析

基于为家蚕血液比较蛋白质组学的研究提供基础信息的目的,利用双向电泳技术对家蚕5龄幼虫的血液蛋白进行分析,并采用基质辅助质量飞行时间质谱(MALD I-TOF MS)对其中一些表达量较高的蛋白进行了肽质量指纹图谱分析鉴定。120μg血液蛋白经过双向凝胶电泳及考马斯亮蓝染色后可以检测出106个蛋白点,60μg血液蛋白经双向电泳及银染后可以检测出126个蛋白点,这些蛋白点主要集中在分子质量15~80 kD区域,等电点4~7。MALD I-TOF MS鉴定的52个蛋白点中都有较强的肽质量指纹信号峰,其中成功鉴定了46个蛋白点。在这些蛋白中,不仅包含了SP贮存蛋白和30 K低分子量脂蛋白等家蚕血液蛋白的主要成分,还包含了大量与代谢相关的蛋白酶类、蛋白酶抑制剂、离子转运蛋白、免疫相关因子、分子伴侣等不同种类的蛋白。     

不同诱导源对柞蚕滞育蛹酯酶蛋白的诱导效应

用不同的诱导源如E .coliK12 D31、TritonX 10 0、脂多糖 (LPS)及其混合物诱导柞蚕滞育蛹 ,并以SDS PAGE和A4 50nm处蛋白吸收值作为测定指标 ,研究其血液上清液脂酶蛋白的变化。结果表明 ,在SDS PAGE凝胶上可观察到不同的诱导源诱导的新酯酶蛋白 ,同时也导致酯酶蛋白吸收值的不规则变化。单位体积的氨基酸浓度表明有些氨基酸在酯酶蛋白和抗菌肽蛋白的合成中起着重要的作用。亮氨酸是抗菌肽组成中最重要的组分 ,但是在柞蚕滞育蛹免疫血液中含量并不高。证明诱导产物不仅仅是具有杀菌作用的抗菌肽 ,也包括酯酶在内的其他蛋白     

茧层量差异家蚕品种后部丝腺细胞和血液组织的蛋白质表达谱分析

为了研究家蚕茧层量性状的分子调控机制,采用蛋白质双向电泳和图像分析技术,分析了遗传背景基本相同,而结茧性状和茧层量具有明显差异的正常茧、薄皮茧、裸蛹3个家蚕品种的丝腺细胞和血液组织的蛋白质表达与茧层量的关系。结果表明:裸蛹品种的丝腺细胞蛋白斑点与正常茧品种的蛋白斑点的匹配率仅在65%左右,且存在35%左右的特异蛋白斑点,暗示裸蛹性状可能是主效基因控制的微效多基因遗传;3个品种后部丝腺细胞特异蛋白斑点、匹配蛋白斑点按等电点划分的分布规律具有明显差异,而血液组织相应的分布规律非常相似,暗示丝腺细胞中的蛋白及其基因对家蚕茧层量性状的作用要大于血液组织中的蛋白及其基因;正常茧、薄皮茧和裸蛹3个品种后部丝腺细胞中特异蛋白斑点及上调和下调蛋白斑点中,可能分别存在着与家蚕高茧层量性状、结薄皮茧性状以及不结茧性状有关的蛋白质。     

家蚕感染浓核病毒(镇江株)晚期的中肠和血液组织蛋白变化

为了进一步探明家蚕浓核病毒(镇江株)对家蚕的致病机制,通过蛋白质双向电泳技术对家蚕感染浓核病毒晚期的中肠和血液组织蛋白进行了分析。结果表明,感受性蚕品种在感染浓核病毒晚期,其中肠、血液组织蛋白量急剧下降,有近30%的蛋白点消失,其余蛋白点的含量也大幅下调达50%以上。由此说明由于浓核病毒侵染破坏了家蚕中肠上皮组织以及中肠的消化吸收功能,阻断了营养物质的输入,进而极大地减少了蚕体自身组织蛋白的合成。     

家蚕突变矮小卵血液蛋白及卵黄蛋白的研究

对家蚕突变矮小卵 (emi)品种在卵母细胞形成时期的血液、卵巢及卵中的总蛋白进行SDS PAGE发现 :在emi的卵巢及卵中含有卵黄蛋白 (Vn)、卵特异性蛋白 (ESP)和大部分的低分子量脂蛋白 (LP) ;emi蚕在蛹期和蛾期的血液中有卵黄原蛋白 (Vg)和LP ,蛹后期大部分emi血液中的Vg和LP含量逐渐减少 ,化蛾时血液中仅含少量的Vg和LP ,而少数emi个体的卵母细胞大量退化 ,在蛹后期和蛾期血液中还含有大量的LP和较多的Vg ;emi蚕从吐丝当天到蛾期的血液中的LP中有分子量为 30kD的蛋白带 ,在卵中却没有。以上结果表明 ,emi基因可能不仅决定卵大小 ,还可能对LP的不同成分的吸收 (如不能吸收LP中分子量为 30kD的蛋白 )有关 ,推测这可能是导致emi个体大部分不能正常发育的原因之一     

昆虫贮藏蛋白的研究进展

昆虫贮藏蛋白是幼虫血清蛋白的一种,与节肢动物的血蓝素具有很高的同源性。贮藏蛋白一般在昆虫幼虫末龄期的脂肪体中合成,然后释放到血淋巴中,在化蛹前被脂肪体摄取,井以颗粒状贮藏在脂肪体中。在隐成虫期,昆虫脂肪体内的贮藏蛋白逐渐被水解,为成虫的发育提供所需的氨基酸。近年来昆虫的贮藏蛋白特别是鳞翅目贮藏蛋白的cDNA和氨基酸序列相继被报道．从分子水平上揭示了贮藏蛋白的性别、时期、组织特异性。本文对昆虫体内的贮藏蛋白的种类和特征进行了总结．为今后人们研究昆虫的贮藏蛋白提供了良好的参考。     

Analysis of Shrimp Hemolymph and Ionic Modification of a Penaeus Cell Culture Formulation

Abstract

The levels of 19 constituents of penaeid shrimp hemolymph were analytically determined. Ionic components of hemolymph were influenced by water salinity but not by water pH or temperature. Levels of hemolymph metabolites varied from sample to sample; the differences were possibly generated by variations in diet and stress. Enzymatic measurements were reported for possible comparison with future studies on stress, health, or immune status of cultured penaeid populations. Data were also used to determine an appropriate ionic mixture for shrimp cell culture.