家蚕滞育解除相关酶类的研究进展

家蚕是典型的卵滞育昆虫,通过滞育可以使家蚕度过不良的生长环境利于其发育繁殖.滞育的家蚕卵可通过低温冷藏和浸酸等方法解除滞育,使胚胎正常发育.对于家蚕卵滞育解除的分子机理已有不少研究,包括从酶类、蛋白质组学、相关信号通路等方面进行探索.文章主要对近几年来家蚕滞育解除过程中的相关酶类研究进行综述,希望给今后相关研究提供参考.     

浸酸孵化法解除家蚕滞育的机理研究(Ⅱ)--醋酸解除家蚕滞育机理分析

在蚕卵人工孵化法中,盐酸、硝酸、硫酸、王水等无机酸都能不同程度解除家蚕滞育,它们都含有H ,为了证实H 对家蚕滞育解除的效应作用,笔者用有机酸醋酸与无机酸盐酸作对比,进行蚕卵浸渍,发现有醋酸完全可以解除家蚕滞育.     

盐酸刺激活化家蚕滞育性卵的机理研究进展

盐酸刺激活化家蚕滞育性卵的机理研究是家蚕卵滞育与活化机理研究的一个重要方面。本文综述了浸酸后蚕卵的理化性质变化,如卵壳的通透性,卵内某些酶和激素的活性变化及其对蚕卵滞育性的影响,以及蚕卵对盐酸刺激的接受方式等方面的最新研究结果,还阐述了酸刺激量与蚕卵孵化率的关系。     

家蚕二化性品种(品系)转基因用蚕卵的预处理技术研究

家蚕为卵滞育昆虫,二化性家蚕品种(品系)的化性由上代卵期温度与光照等调控。将若干个二化性家蚕品种(品系)以17~18℃温度催青诱导子代蚕卵非滞育,筛选出1个经济性状较优的实用品种"秋丰"、1个突变品系P33,二者非滞育卵圈比例分别达到96.4%和89.6%,正常催青的良卵实用孵化率分别达到96.11%和98.58%,解决了采用显微注射法以家蚕实用品种构建转基因系统过程中因蚕卵滞育不能及时孵化的难题。另对利用20%盐酸-2%甲醛混合液刺激解除蚕卵滞育的方法以及非滞育蚕卵表面用70%乙醇消毒的方法进行了尝试,前者可以获得96%以上的孵化率,后者可以缩短蚕卵预处理时间。     

盐酸解除家蚕滞育的机理研究

在蚕卵人工孵化法中 ,盐酸、硝酸、硫酸、王水等无机酸都能不同程度的解除家蚕滞育 ,其中以盐酸孵化法成效最佳 ,它不仅可以解除蚕卵滞育 ,而且具有卵面消毒作用。盐酸为什么能解除家蚕滞育呢 ?目前尚无明确报道 ,笔者曾用同Cl 浓度的CaCl2 和HCl作对比试验 ,发现CaCl2 对家蚕滞育解除无效。笔者又用有机酸醋酸与无机酸盐酸作对比 ,进行蚕卵浸渍 ,发现含有H+ 的醋酸完全可以解除家蚕滞育 ,因此认为盐酸的效应离子是H+ ,H+ 可引起细胞膜正负电荷的改变 ,导致细胞膜通透性的变化。H+ 对生物酶的影响 ,主要有两个方面 ,一是影响酶的稳定性 ,二是影响酶的活性 ,且酶的催化作用存在一个最行之有效的 pH值 ,是H+ 的浓度 ,通常是由酶活性中心部位的静电环境或总的表面电荷所决定。     

适用于实用家蚕品种转基因的蚕卵滞育解除方法

实用家蚕品种转基因是利用分子靶标实现家蚕品种改良与创新的最直接和有效手段,建立高效的适合于转基因显微注射的蚕卵滞育解除方法则是目前家蚕转基因在技术层面尚待解决的关键问题之一。采用早期浸酸、低温催青、复式催青3种方法解除显微注射转基因蚕卵的滞育。结果表明,3种人工处理方法均能解除蚕卵滞育,且获得的非滞育性蚕卵可通过显微注射得到转基因阳性个体,其中采用复式催青法处理的子代蚕卵滞育解除率最高,转基因阳性蛾圈率约25.00%,明显优于低温催青和早期浸酸处理。此外,采用早期浸酸处理,日系品种的蚕卵滞育解除率高于中系品种;采用低温催青和复式催青处理,中系品种子代蚕卵滞育解除率则显著高于日系品种。     

适于滞育期蚕卵的基因组DNA提取方法

家蚕以卵滞育,蚕卵保存时间长,取样方便,但是DNA含量较低,抽提较为困难,利用不多。从处于滞育期(丙2胚子前)的蚕卵中快速高效地获取基因组DNA,对于提高家蚕研究效率具有实用价值。本试验对两种SDS法和一种CTAB法的抽提效果进行比较,结果表明SDS-II提取效果较好,单粒蚕卵提取基因组DNA即可用作PCR模板,5粒蚕卵获得DNA可以基本满足分子生物学研究需要。     

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。     

家蚕滞育机理研究进展

滞育是昆虫适应环境的重要生理特性,家蚕的滞育还与其经济性状有着密切关系,相关生物学问题一直是研究热点。家蚕滞育发生于胚胎早期,为卵滞育型,受遗传和环境的共同支配。家蚕二化性品系卵的滞育性由亲代卵期即胚胎发育时期所处的环境条件决定。本文就近年对家蚕滞育及解除过程中生理生化机制、分子机制和遗传机制方面的有关研究进展进行了综述,包括滞育过程中涉及的色素、酯酶A4、多巴胺、氧化循环过程的物质变化,二甲亚砜对解除家蚕滞育的影响以及滞育激素作用过程中瞬时受体电位通道亚家族成员对家蚕滞育非遗传多型性的分子调控机制的最新研究成果。     

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。     

家蚕卵长期保存中碳水化合物和蛋白质的代谢变化

应用气相色谱法、酚—硫酸法以及聚丙烯酰胺凝胶电泳和薄层扫描等方法,测定了现行品种(苏5×苏6)蚕卵滞育各阶段山梨醇、糖元和主要卵黄蛋白质的代谢变化,并探讨了环境温度与蚕卵长期保存的关系。结果表明:(1)家蚕卵滞育各阶段山梨醇、糖元的含量和卵黄蛋白质的某些电泳区带发生了规律性的变化。(2)山梨醇含量的变化,可作为生化指标监测和判断蚕卵的滞育阶段。(3)0℃区的环境温度调节,是一种能及时和2充分适应蚕卵滞育各阶段生理要求的、比较理想的长期保存蚕卵的方法。     

3-氨基三唑与过氧化氢共同处理对家蚕滞育发动的影响

研究有效阻止家蚕滞育发动的措施发现 :在家蚕滞育发动期间 ,仅用过氧化氢酶 (catalase ,CAT)的专一性抑制剂 3 氨基三唑 (3 amino 1,2 ,4 triazole ,AT)处理滞育性蚕卵仍不能阻止家蚕滞育发动 ;但先用AT处理抑制CAT活性后 ,再用H2 O2 处理可有效阻止家蚕滞育发动。     

盐酸处理蚕卵酯酶A4的活性变化及其与滞育性的关系

从家蚕C108品种蚕卵精制酯酶A4,首次测定了产卵后24～96h浸酸蚕卵酯酶A4的ATPase活性。蚕卵经盐酸处理后在体外5℃1～2d或体外25℃1～3h出现酶活性峰。与低温活化蚕卵比较,产卵后24～96h的浸酸蚕卵,在体外5℃酶活性峰出现时间提早了8．5～22d,在体外25℃提早了3～9h。浸酸后蚕卵迅速解除滞育,滞育发育时间显著缩短。将不同卵龄未浸酸蚕卵与盐酸处理蚕卵酯酶A4的ATPase活性峰出现时间差制成曲线,在体外5℃或25℃的结果几乎都完全与5℃冷藏时蚕卵的滞育发育时间曲线重叠。盐酸处理蚕卵酯酶A4的活性变化与蚕卵活化有高度相关性。     

家蚕滞育卵中辅酶Ⅰ和辅酶Ⅱ的含量变化

利用苹果酸脱氢酶(MDH)和柠檬酸合酶(CS)串联反应以及葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PDH)催化葡萄糖-6-磷酸(G-6-P)脱氢反应,分别测定了家蚕滞育发动、即时浸酸和低温冷藏处理蚕卵辅酶Ⅰ(NAD+)和辅酶Ⅱ(NADP+)的含量。滞育发动时蚕卵NAD+含量显著下降,而即时浸酸和低温冷藏处理使蚕卵NAD+含量显著提高。蚕卵中的NADP+在滞育发动前大量积累,滞育发动时下降,即时浸酸处理后NADP+含量显著提高,在低温冷藏早期其含量进一步提高,低温冷藏处理后期又显著下降。分析上述结果认为,家蚕滞育卵中NAD+和NADP+含量的变化分别与呼吸耗氧量和糖元-山梨醇相互转化密切相关。     

影响家蚕卵短期冷藏浸酸成绩的因素及改善措施

<正> 家蚕卵短期冷藏浸酸方法在秋季蚕种供应上占有相当重要的位置,但在冷藏时间较短时,部分蚕品种,特别是现行春用品种的孵化不够稳定,对生产有较大影响。近年来,蚕种工作者在这方面做了不少研究和经验总结工作,本文将这方面的内容作了归纳,并结合谈谈笔者的理解和体会,以图为生产提供一点资料。一、影响短期冷藏浸酸种浸酸成绩的因素(一)蚕卵条件的影响1.蚕卵的滞育性家蚕卵短期冷藏浸酸孵化的方法是在     

二化性家蚕滞育过程中谷胱甘肽S-转移酶活性的变化

二化性家蚕卵以25℃和15℃催青,可分别诱导成虫产下子代滞育和非滞育卵,而即时浸酸和5℃左右的低温处理可以分别阻止和解除胚胎滞育。利用1-氯-2,4-二硝基苯(CDNB)显色法测定了经上述处理后的胚胎滞育过程中谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)的活性,结果表明:胚胎发育后期的蚕卵经25℃催青,卵中的GST活性显著高于15℃催青蚕卵;蚕卵即时浸酸未显著改变胚胎滞育发动阶段蚕卵中的GST活性;5℃低温处理显著提高了滞育卵中的GST活性,但是未能显著改变即时浸酸卵的GST活性。上述结果表明,蚕卵中的GST活性变化与二化性家蚕胚胎滞育诱导和解除密切相关。     

基于AFLP分子标记分析陕西省保存主要家蚕品种的遗传多样性及亲缘关系

采用AFLP分子标记技术分析陕西省保存的53个代表性家蚕品种的遗传多样性,为合理利用品种资源,选育适合西北蚕区饲养的优良家蚕品种提供理论依据。用供试品种滞育期的蚕卵提取基因组DNA,选用重复性较好的14对引物组合进行AFLP扩增,共获得535个条带,其中有472个条带呈多态性,多态性比率为88.22%。采用UPGMA方法对供试品种间的亲缘关系进行聚类分析,53个品种间的遗传距离为0.072 8～0.601 9,主要分为中系、日系和欧系3大类群,其中:日系和欧系品种遗传距离较近,与传统的家蚕系统按来源地分类的结果吻合;4个陕西地方一化三眠蚕品种明显有别于其它家蚕品种而归为一个特殊类群,提示其具有独特的种质特性。此外,采用滞育期的蚕卵提取家蚕基因组DNA,可以克服取样的时间限制,满足实验需要。     

过氧化氢对盐酸解除家蚕滞育的促进作用研究

产后置于温度为25℃条件下保护16天的家蚕滞育卵，用盐酸和过氧化氢处理，研究了过氧化氢对盐酸解除家蚕滞育的作用。结果表明，48℃、18．4％的盐酸处理能一定程度解除蚕卵滞育性，1mol／L和2mol／L过氧化氢处理，不能解除滞育性而获得孵化能力，但对盐酸的解除作用有显著的促进作用；促进作用大小与盐酸处理时间、过氧化氢浓度、两种处理之间的时间间隔有关。     

滞育诱导发生温度与光周期对家蚕垂体同源框激素基因Pitx表达的影响

家蚕垂体同源框激素PITX对滞育激素DH的分泌与作用有直接影响。为了探讨家蚕滞育的信号传导机制,研究了3种典型的滞育发生诱导温度和光周期条件对Pitx基因表达的影响。结果显示,亲代催青期滞育卵诱导发生条件25LL显著上调了蚕卵中Pitx基因表达水平。整个世代持续25LL环境中,3龄前幼虫和成虫体内,Pitx基因的表达水平高于15DD环境中的蚕体;胚后蚕体Pitx基因的表达水平有显著组织差异,幼虫眠中表达水平有下调趋势。子代卵内Pitx基因mRNA的水平变化与亲代诱导所致的蚕卵滞育性差异密切相关,滞育性卵中未检测到母源Pitx基因的mRNA,卵龄12～24h的胚胎发生期则有较高水平的表达,卵龄72h后的滞育发生阶段后只有痕迹量;非滞育性卵中有较高水平的母源Pitx基因mRNA,胚胎发生及发育期,Pitx基因转录水平显著高于滞育性卵;亲代20LD催青条件下所产卵滞育性不稳定,Pitx基因的mRNA水平显著高于滞育性卵,也高于非滞育性卵。亲代卵的孵化温度与光周期决定子代卵的滞育性,也影响到Pitx基因表达水平,子代卵内Pitx基因表达水平高低不是蚕卵滞育与否的关键。     

滞育诱导发生温度与光周期对家蚕垂体同源框激素基因Pitx表达的影响

<正>家蚕垂体同源框激素PITX对滞育激素DH的分泌与作用有直接影响。为了探讨家蚕滞育的信号传导机制,研究了3种典型的滞育发生诱导温度和光周期条件对Pitx基因表达的影响。结果显示,亲代催青期滞育卵诱导发生条件25LL显著上调了蚕卵中Pitx基因表达水平。整个世代持续25LL环境中,3龄前幼虫和成虫体内,Pitx基因的表达水平高于15DD环境中的蚕体;胚后蚕体Pitx基