家蚕Bm595的表达、组织分布及亚细胞定位

 【目的】从家蚕蛹期cDNA文库中获得一条新基因Bm595,分析Bm595在家蚕体内的表达和定位情况。【方法】利用生物信息学分析Bm595序列,并构建重组表达质粒在大肠杆菌中诱导表达,以纯化的融合蛋白抗原,制备多克隆抗体。用荧光定量PCR和Western blot方法分析Bm595基因在家蚕各组织中的分布。用免疫细胞化学的方法研究Bm595蛋白的定位情况。【结果】Bm595在五龄幼虫的转录水平最高,卵中最低。Bm595在家蚕五龄幼虫各组织中的转录水平由高到低依次为：睾丸、丝腺、肠、头、卵巢、脂肪体、表皮、气管。在表达水平方面,睾丸的表达量最高,其次是丝腺和头,脂肪体有较明显的表达。以家蚕Bm5细胞进行免疫细胞化学试验,Bm595主要分布于细胞核内。【结论】在mRNA、蛋白质表达和细胞水平对Bm595进行初步表达分析和定位分析,为进一步研究该蛋白在家蚕中的功能提供重要依据。     

家蚕hsp24.3基因的克隆及功能研究

 【目的】对家蚕 hsp24.3基因（Bmhsp24.3）的功能进行研究,为选育抗逆境家蚕品种提供基础材料和理论依据。【方法】在对家蚕基因组进行生物信息学分析的基础上,对家蚕低分子量热激蛋白基因 Bmhsp24.3进行克隆,然后利用家蚕的芯片数据对 Bmhsp24.3基因在5龄第3天幼虫不同组织中的表达模式进行分析,并利用半定量 RT-PCR技术,分别对 Bmhsp24.3基因在正常情况下和热刺激条件下家蚕5龄幼虫不同发育时期（1～6 d）后部丝腺中的表达状况以及10个不同家蚕品种5龄第3天幼虫丝腺中的表达情况进行了检测;最后将 Bmhsp24.3基因进行原核表达,获得重组蛋白 rBmHSP24.3,并进一步对该重组蛋白的功能进行了体外验证。【结果】Bmhsp24.3基因的编码区（CDS）长度为633 bp,编码210个氨基酸,为单外显子基因;RT-PCR检测发现该基因在家蚕的体壁、脂肪体以及丝腺组织中有较高水平表达,在其它组织中的表达不明显;同对照相比,不同家蚕品种以及不同发育时期的5龄幼虫在热刺激后,其后部丝腺中的Bmhsp24.3基因的表达显著升高。经 Native-PAGE和 SDS-PAGE分析表明,在高温条件下,表达获得的重组蛋白rBmHSP24.3能与硫氰酸酶形成稳定的复合物,使底物蛋白免受热刺激胁迫而变性,从而起着分子伴侣的作用。【结论】重组蛋白 rBmHSP24.3在体外具有分子伴侣的功能,推测该蛋白在家蚕体内同样具有分子伴侣的功能,在家蚕的抗逆境适应过程中起重要作用。     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因表达及其与茧层率的相关性研究

为研究家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpins)基因Spi1、Spi2与家蚕雌雄丝物质合成差异的关系,应用RT-PCR、实时定量PCR以及Western blot等方法,比较了6个家蚕品种幼虫丝腺中丝氨酸蛋白酶抑制剂基因mRNA和蛋白水平的表达情况,并测定茧层率。结果显示,Spi1基因在家蚕幼虫5龄中后期开始表达,其中在中部丝腺(MSG)和后部丝腺(PSG)中的表达量都比较高,Spi1基因在雄蚕的丝腺及中肠中持续表达时间均比雌蚕长,Spi2在MSG以及头部和体壁有表达;Western blot检测显示,SPI1蛋白在雄性中从4龄眠期就有表达,而雌性只在5龄末期有表达;Spi1基因在雄性丝腺中表达和蛋白质翻译的持续时间均比雌性长;品种之间,菁松雌雄茧层率均较高,与分子水平上其幼虫丝腺中Spi1基因表达量较高、SPI1蛋白的表达显著高于其他品种相一致。表明家蚕丝物质合成效率与Spi基因在mRNA和蛋白水平上的表达量有关。     

5龄家蚕中肠β-呋喃果糖苷酶基因转录表达分析

【目的】探明5龄家蚕中肠β-呋喃果糖苷酶基因表达及其酶活性变化规律,为解析家蚕回避桑叶1-脱氧野尻霉素(DNJ)毒害作用的适应机制提供参考依据。【方法】通过实时荧光定量PCR对5龄家蚕中肠β-呋喃果糖苷酶基因Bm Suc1和Bm Suc2的表达进行定量检测和分析,同时测定β-呋喃果糖苷酶活性。【结果】Bm Suc1基因在5龄家蚕中肠的不同发育阶段均有表达,其中在5龄起蚕和盛食期的相对表达量较高;而Bm Suc2基因在整个5龄期的相对表达量均非常低。从5龄起蚕到熟蚕,β-呋喃果糖苷酶活性呈先升高后降低的变化趋势,以第5 d(盛食期)的酶活性最高,达158.82U/mg。【结论】Bm Suc1基因表达水平及β-呋喃果糖苷酶活性变化规律与5龄家蚕吸收利用桑叶蔗糖营养的生理进程基本一致,提示Bm Suc1基因作为一种蔗糖水解酶基因在家蚕中肠组织消化吸收桑叶蔗糖营养物质的过程中发挥主导作用。     

家蚕感染二分浓核病毒(镇江株)的数字基因表达谱分析

【目的】筛选家蚕与二分浓核病毒(Bombyx mori bidensovirus Zhenjiang strain,Bm BDV-ZJ)感染相关的差异表达基因,鉴定家蚕与病毒感染有关的调控基因,为进一步阐明家蚕抗Bm BDV-ZJ的分子机制提供理论依据。【方法】采用Illumina高通量测序技术,构建家蚕品种JS口服感染Bm BDV-ZJ的数字基因表达谱,为排除个体间差异,以10头蚕作为一个样本用于DGE检测。样本中基因的差异表达检测通过严格的运算法则进行,对差异检验的P值(P value)作多重假设检验校正,通过控制FDR(false discovery rate)来决定P值的域值。本研究中,差异表达基因定义为FDR≤0.001且差异倍数在2倍及以上(|log2ratio|≥1)的基因。采用基因本体论(GO)分类体系确定所有差异表达基因可能的功能。用GO计算P值和bonferoni校正。选用校正P值≤0.05作为基因组显著富集的阈值。WEGO软件用来视化、比较和绘制GO注释结果。利用KEGG数据库进行通路富集分析,进一步确定显著富集代谢途径或信号传导途径,Q值≤0.05的通路指定为DGEs中的显著富集通路。通过q RT-PCR方法对部分差异表达基因进行验证。【结果】感染组和对照组分别得到4 850 663和4 875 307个原始标签,去除低质量标签后,分别得到4 757 934和4 788 406个清洁标签,对应的标签种类数量分别为62 436和63 680种。两个文库间的清洁标签和清洁标签种类的数量在不同拷贝区间分布类似,感染组和对照组样本的测序量分别为3.5 M和3.7 M,测序深度符合试验的要求,两样本的DGE数据是可信的。将这两个DGE数据库的所有清洁标签与家蚕参考基因库进行比对,在对照组与感染组中,分别有36.39%和45.30%的清洁标签可以比对到基因。另有50.02%和43.34%的清洁标签可以比对到家蚕参考基因组,剩余的未知标签分别占清洁标签总数的13.59%和12.35%。共发现了447个差异表达基因,其中306个上调表达,141个下调表达。分别有218、147和179个差异表达基因涉及GO 3个本体中的分子功能、细胞组分和生物过程。利用KEGG公共数据库进行Pathway显著性富集分析,注释到的基因总数为8 473个。447个差异表达基因经鉴定后,其中的330个基因被归类到151个KEGG路径中。差异表达基因显著富集的Pathway(Q值≤0.05)有19个,其中最显著富集的是细胞质中DNA识别通路。挑选了24个差异表达基因进行q RT-PCR验证,其中20个基因的差异表达趋势与DGE的结果一致。其中在DNA识别通路中共检测到9个差异表达基因,BGIBMGA009408-TA、BGIBMGA004913-TA、BGIBMGA011753-TA均为编码RNA聚合酶III的基因,表达量均上调,是对照组的4.3、2.3、3.4倍。【结论】构建了3龄家蚕JS感染Bm BDV-ZJ后28 h感染组及对照组幼虫的数字基因表达谱,Pathway显著性富集分析和q RT-PCR验证显示,家蚕感染Bm BDV-ZJ后可能通过启动胞质内DNA识别通路来感应入侵病毒的异源DNA成分并迅速启动天然免疫抵御Bm BDV-ZJ病毒感染,为研究Bm BDV-ZJ侵染家蚕和家蚕抵御Bm BDV感染的分子机制打下了基础。     

家蚕五龄第1天与第4天后部丝腺蛋白质双向电泳图谱比较

 【目的】家蚕后部丝腺是合成分泌占蚕丝总量75%～80%丝素蛋白的器官，通过后部丝腺蛋白的研究，有利于阐明家蚕分泌丝素蛋白及蚕茧优质、高产的机理。【方法】采用蛋白质双向电泳和图像分析技术，研究了家蚕不同品种五龄第1天和第4天后部丝腺细胞的蛋白质组成变化。【结果】发现各个品种五龄第1天和第4天后部丝腺细胞的蛋白质组成存在差异，但蛋白质水平的差异，远远小于从EST分析得出的基因表达水平的差异；不同家蚕品种，从五龄第1天到第4天，后部丝腺细胞的蛋白质组成的变化规律各不相同。【结论】暗示了家蚕丝素分泌的过程可能受到多种蛋白的调控，不同的品种，在调控位点及调控蛋白上存在着一定的差异，从而导致了不同品种家蚕后部丝腺细胞在分泌丝素能力上的差异。     

荧光茧色判性家蚕黄酮合酶Ⅰ（BmFNS Ⅰ）基因在家蚕组织内的表达差异

采用荧光定量PCR分别检测不同品种荧光判性家蚕雌、雄家蚕的中肠、丝腺和脂肪体中的黄酮合酶Ⅰ（BmFNS Ⅰ）基因的表达。结果表明,家蚕BmFNSI基因在各品种荧光判性家蚕中肠中的相对表达量最高,其次是脂肪体,在丝腺中的表达量比较低,说明BmFNSI基因在对家蚕食物桑叶内的黄酮类化合物的合成代谢中起重要作用;但是在各品种荧光判性家蚕的雌、雄中肠中的表达并无明显差异,说明荧光判性家蚕雌、雄蚕在对桑叶内的黄酮类化合物的合成代谢途径上不存在差异,至少在FNSI基因所调节的黄酮类化合物的合成代谢上不存在差异。     

荧光茧色判性家蚕黄酮合酶I(BmFNS I)基因在家蚕组织内的表达差异

采用荧光定量PCR分别检测不同品种荧光判性家蚕雌、雄家蚕的中肠、丝腺和脂肪体中的黄酮合酶I(BmFNS I)基因的表达。结果表明,家蚕BmFNS I基因在各品种荧光判性家蚕中肠中的相对表达量最高,其次是脂肪体,在丝腺中的表达量较低,说明BmFNSI基因在对家蚕食物桑叶内的黄酮类化合物的合成代谢中起重要作用;但是在各品种荧光判性家蚕的雌、雄中肠中的表达并无明显差异,说明荧光判性家蚕雌、雄蚕在对桑叶内的黄酮类化合物的合成代谢途径上不存在差异,至少在FNS I基因所调节的黄酮类化合物的合成代谢上不存在差异。     

荧光茧色判性家蚕黄酮合酶Ⅰ（BmFNS Ⅰ）基因在家蚕组织内的表达差异

采用荧光定量PCR分别检测不同品种荧光判性家蚕雌、雄家蚕的中肠、丝腺和脂肪体中的黄酮合酶I（BmFNS I）基因的表达。结果表明,家蚕BmFNS I基因在各品种荧光判性家蚕中肠中的相对表达量最高,其次是脂肪体,在丝腺中的表达量较低,说明BmFNSI基因在对家蚕食物桑叶内的黄酮类化合物的合成代谢中起重要作用;但是在各品种荧光判性家蚕的雌、雄中肠中的表达并无明显差异,说明荧光判性家蚕雌、雄蚕在对桑叶内的黄酮类化合物的合成代谢途径上不存在差异,至少在FNS I基因所调节的黄酮类化合物的合成代谢上不存在差异。     

家蚕健康性分子检测研究

家蚕体内的热激蛋白数量与家蚕材料的健康性呈现有规律的变化,利用生物信息学分析方法筛选出具有代表性的家蚕热激蛋白基因(Bmhsp24.3)并对其进行实时定量(Real Time PCR)表达分析。结果表明,目的基因Bmhsp24.3在不同家蚕材料中都有所表达,但在不同材料间的表达差异很明显;饲育条件不同,该基因相对表达水平有着不同程度的变化,饲育温度的升高,该基因的表达量都有不同程度的提高;健康性好的材料,目的基因的表达量增加的较多,健康性差的材料,目的基因表达量增加的较少。目的基因Bmhsp24.3在不同材料间的表达差异,刚好与品种的健康性保持一致。本研究实验结果说明材料的健康性与目的基因Bmhsp24.3表达量存在相关性,目的基因Bmhsp24.3表达量越高,材料的健康性越好;反之,目的基因Bmhsp24.3表达量越低,材料的健康性越差。     

家蚕五龄第1天与第4天后部丝腺蛋白质双向电泳图谱比较

【目的】家蚕后部丝腺是合成分泌占蚕丝总量75%～80%丝素蛋白的器官，通过后部丝腺蛋白的研究，有利于阐明家蚕分泌丝素蛋白及蚕茧优质、高产的机理。【方法】采用蛋白质双向电泳和图像分析技术，研究了家蚕不同品种五龄第1天和第4天后部丝腺细胞的蛋白质组成变化。【结果】发现各个品种五龄第1天和第4天后部丝腺细胞的蛋白质组成存在差异，但蛋白质水平的差异，远远小于从EST分析得出的基因表达水平的差异；不同家蚕品种，从五龄第1天到第4天，后部丝腺细胞的蛋白质组成的变化规律各不相同。【结论】暗示了家蚕丝素分泌的过程可能受到多种蛋白的调控，不同的品种，在调控位点及调控蛋白上存在着一定的差异，从而导致了不同品种家蚕后部丝腺细胞在分泌丝素能力上的差异。     

家蚕滞育激素受体基因的克隆及在多化性和二化性品种间的表达差异

为探究无滞育多化性家蚕品种‘MF'体外注射滞育激素(DH)后不能产下滞育卵这一现象是否与DH诱导的下游信号通路受阻有关,丰富鳞翅目昆虫的滞育发生机理,本研究从滞育激素信号接受器——滞育激素受体(DHR)人手,从该家蚕‘MF'品种中克隆了DHR基因的全长cDNA,结构分析表明该基因编码的蛋白质与其他家蚕品种存在差异。运用半定量RT-PCR及qRT-PCR技术检测滞育激素受体基因在不同家蚕品种蛹期的血液和卵巢以及同一家蚕品种‘MF'5龄幼虫的不同组织(血液、头部、脂肪体、丝腺、中肠及卵巢)中的表达水平。结果表明:DHR在家蚕‘MF'品种幼虫的5个组织中都有表达,在血液和卵巢组织中表达较高;另外该基因的表达水平在不同化性家蚕品种存在差异,即使在同为无滞育多化性的2个品种间也存在显著差异,在‘MF'品种中的表达水平明显低于‘尼斯塔里'。推测滞育激素受体的表达量不足可能与‘MF'品种蛹期注射滞育激素不能产生滞育卵有一定的关联。     

家蚕健康性分子检测的研究(英文)

[目的]探索家蚕体内的热激蛋白表达量与家蚕材料的健康性变化的规律。[方法]利用生物信息学分析方法筛选出具有代表性的家蚕热激蛋白基因(Bmhsp24.3)并对其进行实时定量(RealTimePCR)表达分析。[结果]目的基因Bmhsp24.3在不同家蚕材料中都有所表达,但在不同材料间的表达差异很明显;饲育条件不同,该基因相对表达水平有着不同程度的变化,饲育温度的升高,该基因的表达量都有不同程度的提高,健康性好的材料,目的基因的表达量增加的较多,健康性差的材料,目的基因表达量增加的较少。目的基因Bmhsp24.3在不同材料间的表达差异,刚好与品种的健康性保持一致。[结论]材料的健康性与目的基因Bmhsp24.3表达量存在相关性,目的基因Bmhsp24.3表达量越高,材料的健康性越好;反之,目的基因Bmhsp24.3表达量越低,材料的健康性越差。     

家蚕sirtuin家族基因的鉴定及系统发生与表达芯片分析

【目的】鉴于sirtuin家族基因重要而多样性的功能,从家蚕全基因组中鉴定sirtuin家族基因,并进行基因结构、蛋白结构及其理化性质、基因进化、组织表达芯片分析及在不同组织中的定量表达情况分析,为研究家蚕sirtuin家族基因的功能和推动家蚕模式生物系统化的研究奠定基础。【方法】基于家蚕基因组数据库,通过生物信息学手段,利用比较基因组学方法,鉴定家蚕sirtuin家族成员;开放阅读框（ORF）的预测用ORFfinder进行;使用SIM4进行ORF的内含子和外显子的预测;用GSDS和ExPaSy在线工具分别进行基因结构图和蛋白序列理化性质的预测;用CLUSTAL_X软件进行多序列联配及对其二级结构进行分析,并用ESpript进行二级结构作图;使用SMART在线软件进行蛋白功能域预测;MEGA5.0软件用于系统发生树分析;利用已有的家蚕幼虫5龄第3天的芯片数据进行组织表达分析;利用荧光定量PCR技术检测家蚕sirtuin家族基因在5龄第3天幼虫不同组织中的表达情况。【结果】系统分析鉴定了家蚕中存在的5个sirtuin家族基因（Bmsirt2、Bmsirt4、Bmsirt5、Bmsirt6、Bmsirt7）,共分为4类（I、II、III、IV）。5个基因分布在家蚕5条染色体上,均为单拷贝基因。基因结构分析显示5个基因均为多外显子基因。同源比对和系统进化分析发现家蚕的sirtuin家族基因与类群中其他昆虫的同源基因形成明显的直系同源关系且高度同源,同样不含有sirt3。蛋白结构预测发现家蚕的sirt6与其他物种的sirt6蛋白一样含有两个sir2结构域聚在一起。组织表达芯片分析发现,sirtuin家族基因在多个组织中具有转录活性。荧光定量PCR检测结果显示家蚕的Bmsirt4在脂肪体、丝腺中低表达;Bmsirt5在精巢、中肠中高量表达,在脂肪体、血液、丝腺中低量表达,与芯片数据基本一致。【结论】通过全基因组分析,家蚕共有5个sirtuin家族成员,进化上分为4类,且与其他昆虫高度同源,芯片数据和实时荧光定量 PCR 结果基本一致,分析表明组织表达模式具有多样性。     

Asia I口蹄疫病毒组合基因P1-2A3C在不同家蚕品种中的表达(英文)

[目的]研究AsiaI口蹄疫病毒组合基因P1-2A3C在不同家蚕品种中的表达,以期筛选出较适合表达该组合基因的家蚕品种。[方法]将已经获得高效表达的重组家蚕杆状病毒rBmNPV(P1-2A3C)基因,分别注射原种及杂交家蚕蚕蛹。利用ELISA方法对其进行抗原表达量检测,并对表达结果进行差异比较。[结果]不同家蚕品种对rBmNPV(P1-2A3C)的表达存在着明显差异;秋丰×TQ78和秋丰×丝胶茧杂交组合可考虑作为高效表达的家蚕生物反应器专用品种。[结论]为AsiaIFMDV目的蛋白的高效表达专用品种的选育提供了依据。     

家蚕细胞周期蛋白家族基因在5龄幼虫组织中的表达谱分析

【目的】研究家蚕细胞周期蛋白家族基因(CyclinA、CyclinB、CyclinB3、CyclinE、CyclinL1)在丝腺及其他组织中的表达情况,为探讨细胞周期蛋白家族基因在细胞周期中的作用提供参考。【方法】取家蚕5龄3d幼虫的脑、脂肪体、中肠、丝腺、马氏管、精巢、卵巢及血液等组织,用Trizol提取各组织的总RNA并反转录合成cDNA。以Actin3为内参基因,合成的cDNA为模板,利用每个基因的特异性引物进行实时荧光定量PCR,检测细胞周期蛋白家族基因在转录水平上的表达情况。【结果】在丝腺中,CyclinE基因的表达量最高,CyclinA、CyclinL1基因表达较弱,而CyclinB、CyclinB3基因没有表达;在其他组织中,CyclinA、CyclinB、CyclinB3、CyclinL1基因均在精巢中高表达,而CyclinE基因在脂肪体中表达较高。【结论】CyclinE基因在家蚕丝腺细胞G1/S期起重要作用,CyclinB、CyclinB3基因在G2/M期起作用;CyclinA基因可能参与丝腺染色体的后期复制;CyclinA、CyclinB、CyclinB3、CyclinL1基因在家蚕精巢中的精母细胞发育形成精子进行分裂时起着重要作用。     

家蚕cbp基因的表达与幼虫体内类胡萝卜素的水平相关

[目的]调查家蚕幼虫期类胡萝卜素水平的变化及cbp基因的mRNA表达特征。[方法]选取黄茧和绿茧品种家蚕3、4和5龄期幼虫的丝腺,参照Takara Trizol plus试剂说明提取总RNA,根据文献提供的cbp基因序列设计特异引物,采用RT-PCR方法调查不同茧色品种家蚕幼虫不同龄期丝腺中cbp基因mRNA的表达特征和主要组织中类胡萝卜素的水平变化。[结果]cbp基因的mRNA表达,在3和5龄期各品种家蚕均维持一定水平,但在4龄期表达量很低或不表达。同一组织的紫外可见光谱扫描结果显示,4龄期家蚕丝腺类胡萝卜素的含量极低,不同茧色品种cbp基因的mRNA表达也存在差异,绿茧品种仅表达1个缺失第2外显子的转录本,而所有黄色茧品种还可表达1个序列完整的转录本。[结论]家蚕体内类胡萝卜素的水平与cbp基因mRNA表达相关。     

Asia I口蹄疫病毒组合基因P1-2A3C在不同家蚕品种中的表达

[目的]研究Asia I口蹄疫病毒组合基因P1-2A3C在不同家蚕品种中的表达,以期筛选出较适合表达该组合基因的家蚕品种。[方法]将已经获得高效表达的重组家蚕杆状病毒rBmNPV（P1-2A3C）基因,分别注射原种及杂交家蚕蚕蛹。利用ELISA方法对其进行抗原表达量检测,并对表达结果进行差异比较。[结果]不同家蚕品种对rBmNPV（P1-2A3C）的表达存在着明显差异;秋丰×TQ78和秋丰×丝胶茧杂交组合可考虑作为高效表达的家蚕生物反应器专用品种。[结论]为AsiaΙFMDV目的蛋白的高效表达专用品种的选育提供了依据。     

转基因家蚕与家蚕、天蚕丝心蛋白氨基酸组成的比较研究

分别对转基因家蚕、天蚕、家蚕的茧丝丝心蛋白进行氨基酸组成的研究.结果表明以上三者在丝心蛋白氨酸组成上存在差异,从而进一步证实天蚕丝心蛋白基因已转移整合到家蚕基因组中,并成功表达.     

Asia Ⅰ口蹄疫病毒组合基因P1-2A3C在不同家蚕品种中的表达

[目的]研究Asia Ⅰ口蹄疫病毒组合基因P1-2A3C在不同家蚕品种中的表达,以期筛选出较适合表达该组合基因的家蚕品种.[方法]将已经获得高效表达的重组家蚕杆状病毒rBmNPV(P1-2A3C)基因,分别注射原种及杂交家蚕蚕蛹.利用ELISA方法对其进行抗原表达量检测,并对表达结果进行差异比较.[结果]不同家蚕品种对rBmNPV(P1-2A3C)的表达存在着明显差异;秋丰×TQ78和秋丰×丝胶茧杂交组合可考虑作为高效表达的家蚕生物反应器专用品种.[结论]为Asia Ⅰ FMDV目的蛋白的高效表达专用品种的选育提供了依据.