家蚕体色研究进展

生物体表着色是自然界中重要的生物现象,其中,以昆虫的体色最为丰富多彩,引人注目。作为鳞翅目昆虫的模式生物之一,家蚕体色成为近年来的研究热点之一。本文简述了决定昆虫体色形成的色素种类及其生物合成途径,重点介绍了家蚕幼虫及成虫的体色研究进展。     

家蚕着色模式相关的分子遗传学研究

体色与斑纹是昆虫重要的形态特征,对于昆虫捕食、避敌、寻偶、免疫和调节体温等具有重要的意义,其丰富着色模式形成的分子机制一直是昆虫学研究的热点。家蚕作为中国重要的农业经济昆虫,具有5 000多年的驯养历史,不仅成就了灿烂的丝绸文化,而且带来了巨大的经济效益。家蚕亦是鳞翅目的模式昆虫,拥有的超过200余个与着色相关的突变体是昆虫着色研究的重要实验材料。近年来,结合家蚕的经典遗传连锁图谱、家蚕基因组数据,运用高通量测序手段、定位克隆策略等分离鉴定家蚕着色相关突变体的关键基因,是探索着色模式形成的分子基础的主体。目前已在分子水平解析了家蚕30余种着色相关突变的产生机制,显著推动了家蚕着色机制的研究,对于丰富昆虫着色相关理论和基础知识具有重要贡献。本文总结了家蚕着色模式研究的最新成果,并结合其它昆虫着色相关研究的成果进行分析比较,这对于今后系统开展昆虫着色机制及其演化的研究,以及对着色相关基因的利用,均具有重要参考价值。     

添食色素对家蚕生理变化影响的研究

家蚕添食不同的色素后,绢丝腺出现了不同的反应。有的可使其着色而有的则不能。在对已着色的家蚕绢丝腺进行酯酶同功酶的分析可以看出,添食的色素没有改变蚕品种的遗传物质的分子结构,但对家蚕的生理产生了影响。同一个家蚕品种对不同的色素或不同浓度的色素所产生的影响大小也是不同的。     

一种适于研究家蚕色素代谢的眠蚕体壁组织培养方法与黑色素合成抑制试验

利用家蚕幼虫眠时形成新表皮以及重新合成黑色素分布于新表皮上形成固有体色斑纹等特点,用4龄入眠后的家蚕幼虫体壁组织为材料,观察离体培养体壁的色素代谢变化,探索适宜的家蚕幼虫体壁培养基及培养温度条件,眠蚕体壁的取材方法及取材时间,色素代谢观察的外观标志性状等。实验结果表明:含10%优等胎牛血清的Grace培养基适于家蚕幼虫体壁组织培养,培养温度为26℃;取4龄期入眠11～12 h后剥去旧表皮的体壁组织更容易观察色素代谢的外观性状变化;体壁培养24 h后,刚毛再生和色素沉积是易于观察的色素代谢变化标志性状。通过对家蚕4龄眠蚕离体培养体壁组织的黑色素合成抑制试验,观察到体壁外观性状变化,证明酪氨酸羟化酶催化酪氨酸转化成多巴是家蚕黑色素合成代谢途径中的一个重要环节。     

微量菊酯类农药对家蚕细胞色素P450酶9家族基因转录水平的影响

昆虫细胞色素P450酶广泛分布于各种需氧生物,是一类参与机体代谢解毒或代谢活化作用的超家族酶系。分析家蚕细胞色素P450酶基因表达对微量菊酯类农药的响应,有助于从分子水平阐释家蚕对农药的生理代谢机制,以及探讨细胞色素P450酶活性与家蚕对农药耐受性的关系。以对菊酯类农药耐受性不同的2个家蚕品种为材料,采用实时荧光定量PCR方法,检测分析2个家蚕品种5龄第3天幼虫添食微量(0.02 mg/L)氰戊菊酯后主要解毒组织中肠和脂肪体中3个P450酶9家族基因的转录水平变化及在品种间存在的差异,结果表明:敏感性家蚕品种Lan5的幼虫脂肪体组织中CYP9a19和CYP9a20基因m RNA的转录水平与对照组幼虫相比显著下调,在中肠组织中2个基因的转录水平变化不大,而CYP9a22基因m RNA在中肠和脂肪体中的转录水平均无显著变化;耐受性家蚕品种Mysore的幼虫中肠组织中CYP9a19和CYP9a22基因m RNA的转录水平与对照组幼虫相比均显著上调,CYP9a20基因m RNA在脂肪体组织中的转录水平也显著上调。研究结果提示:细胞色素P450酶9家族基因的转录水平变化,可能与家蚕不同品种对菊酯类农药的耐受性差异有关。     

家蚕黑化突变体分子机制研究进展

黑化现象在昆虫中时有发生,其分子机制和对昆虫生理特性的影响一直是昆虫学研究的热点。家蚕作为重要的经济昆虫和鳞翅目的模式生物,拥有的20余种黑化突变品种是研究昆虫黑化的重要实验材料。总结了家蚕黑色素合成代谢途径与相关功能基因,综述了家蚕褐头尾斑(bts)突变、第二褐头尾斑(bts2)突变、黑蛹(bp)突变、煤色(so)突变、暗化型(mln)突变、颊尾斑(cts)突变等几种主要家蚕黑化突变品种及产生机制的研究成果,并结合其他昆虫黑化的相关研究成果进行分析比较,对未来家蚕黑化突变的研究发展方向进行了展望。     

家蚕天然茧色形成机制的研究进展

家蚕天然茧色有白、黄、红等多种颜色，其色素成分主要分为类胡萝卜、素系色素和类黄酮系色素。本文从茧色来源、控制类胡萝卜素系色素在蚕茧中着色的相关基因和类黄酮系色素及控制其在蚕茧中着色的相关基囚的研究进行了综述，为有效利用家蚕天然茧色形成机制的研究提供参考。     

色素在养鸡业中的应用

色素是饲料工业常用的一种添加剂，它既可改变饲料产品的色泽，增进畜禽的食欲，提高商品的市场竞争力，又可加深蛋黄等畜禽产品颜色，提高蛋品和肉品质量，满足人们对畜禽类产品的色泽需求。１　影响鸡皮肤和蛋黄着色的因素１．１　禽类品种和遗传因素　　鸡的皮肤颜色是两种色素（叶黄素、黑色素）沉着的结果，叶黄素产生黄色，来源于饲料；黑色素使皮肤变暗，由一种特殊黑素细胞所形成。叶黄素在肉鸡皮肤中的沉积由一对染色体基因决定，而黑色素的沉积则受性染色体上的一不完全显性基因所控制，不同的黄皮肤肉鸡品系之间甚至于同一品系内…     

细胞色素P450在家蚕中的研究

本文介绍了细胞色素P450及其发现、命名的研究史,概述了细胞色素P450的结构特征、分布的广泛和多样性及细胞色素P450主要功能。并从家蚕细胞色素P450的研究现状出发,基于家蚕作为鳞翅目昆虫代表——一种重要的模式生物的现实,简要地展望了以家蚕细胞色素P450研究为代表的家蚕功能基因组研究。     

家蚕类胰岛素信号通路及其功能的研究进展

胰岛素(insulin)及其信号传导途径在细胞中发挥调节糖、脂肪和蛋白质代谢,影响生物的生长、代谢、生殖、衰老等功能[1]。自首个昆虫类胰岛素—家蚕素(Bombyxin)在家蚕体内被发现以来,其结构、分布、调控基因、分泌控制及其在生理学上的功能已部分被阐明。家蚕素一级结构与人胰岛素大约有40%的同源性,主要在家蚕脑组织中表达,其代谢调控作用等相关研究已取得较大进展。本文将在相关文献基础上对家蚕素信号通路及其在调控家蚕代谢、生长及发育的研究进展上做一综述。     

添食色素生产彩色茧丝技术研究的现状

在家蚕常规饲养的基础上,通过在人工饲料或桑叶中添加经过筛选和处理的各种生物有机色素的方法,使蚕食后改变其丝腺着色性能,结出呈现各种色彩的蚕茧。研究证明,家蚕通过色素添食技术生产彩色茧是可行的,并已研制出了多种彩色茧。     

家蚕Hox基因的功能及调控研究新进展

Hox基因是重要的转录因子,是昆虫躯体模式发育中的主调控基因,并对附肢的发育有重要的作用.不同生物为适应自然环境进化出不同的躯体模式和附肢,这与Hox基因的进化存在内在的关联.家蚕(Bombyx mori)是鳞翅目的模式昆虫,其躯体模式及附肢的决定机制研究对其他鳞翅目昆虫具有重要参考意义.本文对家蚕Hox基因结构、功能和靶基因等方面的研究进展进行了综述.     

家蚕滞育关联基因的研究进展

昆虫滞育是受基因控制与外界环境多种因素影响的生物学过程,涉及基因众多,调控网络复杂,目前其分子机制仍未清晰.国内外滞育调控的相关研究多数基于家蚕、果蝇、麻蝇等模式昆虫.介绍了家蚕滞育关联基因的研究现状及进展,包括分类、生理功能、基因间互作、部分基因涉及的信号通路及研究热点等,为促进其在农林害虫的防治途径或天敌保护利用等...     

家蚕细胞色素P450家族CYP6B29的克隆与序列分析

细胞色素P450单加氧化酶系在生物体对外源化合物的代谢和内源化合物的调节都起着非常重要的作用,许多证据表明昆虫杀虫剂抗性的产生与单加氧化酶系介导的代谢反应有关,其关键组份细胞色素P450作为终端氧化酶能氧化多样的底物。依据家蚕基因组P450预测序列设计1对引物,以家蚕中肠为材料提取mRNA,采用RT-PCR方法克隆了P450家族基因CYP6B29(GenBank登录号:DQ252324)。序列分析表明,该基因的ORF为1 518 bp,编码505个氨基酸,预测其相对分子质量约为58 kD,等电点为8.29。经与已知P450的6B亚族其它所有成员氨基酸同源比对发现,CYP6B29基因与美洲棉铃虫CYP6B27基因的同源关系最近,同源性达到60.5%。     

金鱼体色及其增色饲料研究综述。

体色是金鱼观赏价值的重要组成部分,如何改善金鱼的体色以提高其观赏价值,是金鱼饲养中需要解决的重要问题。增色饵料是改善金鱼体色的重要途径之一,其研究和开发急待解决的问题是真正并清金鱼体内色素和摄入增色饲料的代谢途径,明确代谢过程中的调控因子和调控点。本文阐述了金鱼体色细胞以及各种色素的代谢,同时介绍了近几年关于金鱼增色饲料的研究。本文将为金鱼增色饵料的开发和利用提供理论依据。     

增强子诱捕研究进展及其在家蚕中的应用展望

增强子诱捕是研究基因与调控元件功能的有力工具,自1979年建立以来,已在原核生物、真核生物和哺乳动物中得到了广泛应用。家蚕作为重要的鳞翅目模式昆虫,随着其基因组测序的完成,家蚕研究进入功能基因组时代,增强子诱捕技术有望在家蚕新基因的发现和功能研究方面发挥重要作用。本文简要概述了增强子诱捕的研究进展,并展望了其在家蚕中的应用前景。     

昆虫眠性调控相关基因的研究进展

入眠是昆虫幼虫生长发育过程中非常重要的一种生理现象,其入眠蜕皮过程主要包括促前胸腺激素(PTTH)介导的蜕皮激素合成、蜕皮激素介导的信号转导和最终皮层溶离及色素沉积3个阶段,是一个复杂的生理过程,受到许多因素的影响,其中蜕皮激素和保幼激素等因素的影响较为显著。基于此,本文论述了蜕皮激素信号通路相关基因、保幼激素合成与代谢相关基因、相关神经肽基因及其他相关基因对昆虫眠性的影响。通过对这些基因进行综述,可以为系统研究家蚕等昆虫入眠蜕皮过程中的生理生化反应提供理论依据,对昆虫生长发育和生殖的研究以及农林害虫防控都有十分重要的意义。     

家蚕细胞色素P450基因CYP9A22的克隆及在中肠和脂肪体的诱导转录

细胞色素P450对昆虫的生长发育、环境适应性以及抗药性具有重要作用。为了探讨氯氰菊酯对家蚕(Bombyxmori)细胞色素P450基因转录的诱导作用,采用RT-PCR技术和cDNA末端快速扩增(RACE)策略,从家蚕5龄幼虫克隆到细胞色素P450基因CYP9A22(GenBank登录号:EF535804)。CYP9A22基因的cDNA编码区长1 596 bp,编码531个氨基酸,推定的蛋白质分子质量为61 kD,等电点为7.71。将该基因的cDNA和家蚕基因组序列比对,有9个内含子;与已知的CYP9家族的棉铃虫(Helicoverpa armigera)CYP9A14基因的相应氨基酸同源性达到62.3%。用半定量RT-PCR方法分析氯氰菊酯诱导家蚕CYP9A22表达水平,结果表明:CYP9A22的mRNA转录表达具有组织特异性,在中肠的表达量高于脂肪体;氯氰菊酯诱导家蚕24 h,在其脂肪体的表达量是未诱导家蚕脂肪体的3.1倍,初步推测CYP9A22的过量表达可能与抗药性有一定关系。     

家蚕丝腺发育相关基因Bmsage缺失突变体的RNA-seq分析

Bmsage是在家蚕丝腺中特异表达的基因,之前的研究明确其对丝素重链基因fib-H转录具有调控作用。在开展Bmsage功能的研究中,运用CRISPR/Cas9基因敲除系统,获得了Bmsage缺失的纯合突变体家蚕,其表型特征是幼虫的丝腺异常发育,缺失中部丝腺和后部丝腺。以Bmsage缺失型家蚕及正常型家蚕产下后5 d的卵为材料,应用RNA-seq测序技术在转录水平上获得194个差异表达基因。对Bmsage缺失型家蚕突变体胚胎期的这些差异表达基因进行GO功能注释,结果显示:Bmsage基因缺失后,对家蚕生理功能的影响主要集中在一些细胞组分,如与肌肉功能相关的肌球蛋白基因和肌钙蛋白基因都明显上调表达,与碳水化合物代谢相关的基因如多种凝集素基因和糖苷酶基因,除个别下调表达外,其余均上调表达;排在前10的GO term中,出现较多的是与几丁质分解代谢相关的几丁质酶基因和多种丝氨酸蛋白酶抑制剂基因。KEGG信号通路分析显示:差异基因主要与一些糖类、脂类和氨基酸的代谢的信号通路相关,其中又以糖类代谢为主,如半乳糖代谢、糖胺聚糖降解及氨基糖和核苷酸糖代谢,所以Bmsage可能参与了多个糖类代谢途径;在差异基因中,与丝腺发育关系最大的是几丁质酶基因、β-N-乙酰葡糖胺糖苷酶基因和丝氨酸蛋白酶抑制剂基因,以及一些转运RNA基因(如TRNAE-CUC、TRNAN-GUU、TRNADGUC和TRNAV-GAC)。因此推测Bmsage可能通过复杂的调控网络,参与了丝腺组织的分化与形成过程。     

家蚕滞育生理及其分子调控机制研究进展

滞育是昆虫等动物应对周期性不利环境表现出的一种发育停滞的生理过程。家蚕既是重要的经济昆虫,也是鳞翅目模式生物,研究家蚕滞育生理及分子调控机制,对于理解昆虫的发育生理与适应性进化以及制定农林害虫防治策略等都有重要的理论和实践意义。国内外学者的研究证实,家蚕滞育是环境因素与遗传因素共同作用的结果,当环境信号被蚕体感知后转化形成滞育信号,再经复杂的信号转导途径,通过激素调节和营养物质储备与代谢的调控,使家蚕体内建立起适应滞育的生理代谢体系。近年来的研究进一步表明,家蚕滞育激素受体蛋白、热休克蛋白以及磷酸化作用参与的基因表达调控是家蚕滞育重要的分子调控机制,与滞育的起始、维持、终止密切相关。本文系统概述了上述家蚕滞育生理机制与分子调控机制的研究成果。