家蚕追寄蝇线粒体DNA细胞色素b基因及其侧翼tRNA基因的克隆与序列结构和进化分析

家蚕追寄蝇(Exorista sorbillans)为双翅目、寄蝇科、追寄蝇属昆虫,寄生家蚕后引起多化性蚕蛆病。研究家蚕追寄蝇的系统进化关系,有助于探讨其寄生机制。采用PCR技术扩增了家蚕追寄蝇的线粒体DNA(mtDNA)片段,序列分析结果表明:克隆的mtDNA片段大小约1.5 kb,包括完整细胞色素b基因(cyto b)及其侧翼tRNA-Leu基因序列,序列结构与其它21个昆虫物种的同源片段序列结构基本一致,说明线粒体DNA基因排列和基因结构的保守性;家蚕追寄蝇mtDNA的Cyto b蛋白和tRNA-Leu基因的二级结构符合功能大分子的空间结构特征,维持一定的保守进化;双翅目昆虫不同蝇类mtDNA中的cyto b基因、tRNA-Leu基因序列的同源性高,可保证构建蝇类系统发生树的准确性。基于包括家蚕追寄蝇在内的12个双翅目昆虫、5个鳞翅目昆虫、4个鞘翅目昆虫、1个直翅目昆虫的mtDNA cyto b基因编码氨基酸序列的进化分析表明:双翅目中蝇类的进化次序依次为狂蝇科、果蝇科、寄蝇科、蝇科、丽蝇科,寄蝇科与蝇科和果蝇科之间的进化距离较近;鳞翅目处于种系发生树分叉的起点,起源最早,双翅目处于种系发生树分叉的最末端,起源最晚。     

野桑蚕12S rRNA基因的克隆及序列分析

通过PCR技术,对中国山东青州野桑蚕mtDNA的12SrRNA基因进行了克隆和序列分析。结果表明,青州野桑蚕12SrRNA基因为788nt,在DNA水平上,与家蚕12SrRNA基因的同源性达到99%,与中国陕西安康、日本筑波来源的野桑蚕12SrRNA基因的同源性分别为97%、98%;分子进化分析显示,家蚕可能是起源于中国野桑蚕。     

中国野桑蚕和家蚕的AFLP分析

利用AFLP技术和统计学分析原理 ,对我国具有代表性的 10个不同地区野桑蚕和 33个家蚕品种以及 5个作为外群对照的柞蚕品种进行了分子系统学研究。研究结果表明 ,不同地区野桑蚕之间的遗传距离 (0 0 0 0～0 419)与家蚕品种之间的遗传距离 (0 0 0 0～ 0 40 6 )相似 ,而家蚕与野桑蚕之间的遗传距离为 (0 35 5～ 0 5 32 ) ,明显地小于家蚕与柞蚕 (0 76 1～ 0 86 5 )和野桑蚕与柞蚕 (0 776～ 0 839)之间的遗传距离 ,进一步证明了家蚕起源于中国野桑蚕。聚类分析发现 ,中国一化种与二化种聚类在一起 ,中国二化种与热带种聚类在一起 ,热带种不与一化种聚在一个类群 ,这一结果证明中国二化种在进化上介于一化种和热带多化种之间     

不同地域来源野桑蚕基于线粒体COⅠ序列的遗传多样性和系统进化分析

家蚕(Bombyx mori)由野桑蚕(Bombyx mandarina)驯化而来,深入分析野桑蚕的遗传多样性,对发掘和利用其基因资源有重要意义。对来自秦巴山区的3份野桑蚕种质材料的线粒体COⅠ基因及其侧翼序列进行测序,并与从Gen Bank数据库中获取的15份野桑蚕、30份家蚕种质材料的线粒体COⅠ序列进行单核苷酸多态性(SNP)位点和遗传进化分析。16份中国野桑蚕种质材料之间、2份日本野桑蚕种质材料之间的COⅠ序列分别存在65个和10个碱基的差异;30份家蚕种质材料的COⅠ序列中只存在7个碱基的差异。与来自中国四川、江苏等地的野桑蚕相比,来自日本、中国山东青州及秦巴山区的野桑蚕具有更为丰富的SNP位点。18份野桑蚕种质材料和30份家蚕种质材料的COⅠ序列共定义了25种单倍型,其中野桑蚕18种,家蚕7种。基于18份野桑蚕种质材料、30份家蚕种质材料的COⅠ序列的聚类分析表明:18份野桑蚕种质材料的聚类与其地理来源存在一定关联性,四川、江苏等地的野桑蚕各自独立成一枝,来自秦巴山区的5份野桑蚕种质材料分别与来自山东青州、四川地区的野桑蚕聚类;家蚕与中国野桑蚕的亲缘关系较近,与日本野桑蚕的亲缘关系较远,而来源于安康市汉阴县、岚皋县、汉滨区及山东青州的野桑蚕又与家蚕的亲缘关系最为接近。研究结果表明即使同是来自秦巴山区的野桑蚕也存在丰富的遗传多样性,研究结果也再次佐证了家蚕起源于中国野桑蚕的论述。     

野桑蚕、家蚕LSP基因5′侧翼区的克隆与序列分析

根据已报道的家蚕朝日×东海的幼虫血清蛋白LSP基因序列设计1对引物,以野桑蚕、家蚕苏*菊×明*虎的基因组DNA为模板,分别克隆了野桑蚕、家蚕苏*菊×明*虎的LSP基因5′侧翼区,约1.9 kb,并进行了序列测定与分析.结果表明:克隆的野桑蚕、家蚕苏*菊×明*虎的LSP基因5′侧翼区涵盖了第一内含子、第一外显子、启动子区及其5′上游区;野桑蚕LSP基因5′侧翼区与朝日×东海LSP基因5′侧翼区的同源性达96.4%,其中第一内含子、第一外显子的同源性分别为91.6%,100%;家蚕苏*菊×明*虎的LSP基因5′侧翼区与朝日×东海LSP基因5′侧翼区的同源性达98.9%,其中第一内含子、第一外显子的同源性都为100%,核心启动子区具有典型的TATA盒,还有数种昆虫脂肪体内组织特异性表达基因的共有序列和推定的激素响应元件等功能元件;野桑蚕的LSP基因启动子的5′上游区(-304～-598 bp)与J139家蚕丝素轻链基因第一内含子区域(7 639～7 933 bp)的同源性达90.6%,-913～-1 383 bp为失活的部分水手转座子元件.     

野桑蚕、家蚕海藻糖酶基因5''侧翼区的克隆与序列分析

海藻糖是一种双糖,广泛存在于包括细菌、酵母、植物和无脊椎动物在内的生物体内,主要功能是储备生物代谢所需的能源.在昆虫血液中,海藻糖是一种最重要的糖类,具有供给能量和提供合成生物大分子的底物等功能.其功能主要是通过海藻糖酶(Trehalase)的作用来实现的.家蚕海藻糖酶有可溶型和膜固定型两种类型,可溶型主要存在于蛹期中肠,而膜固定型存在于包括卵巢在内的多种组织.这两种类型酶是由同一个基因表达而形成不同的成熟海藻糖酶.海藻糖酶膜固定型存在于向血液面的卵巢膜内,该基因的表达是由滞育激素诱导调控.卵母细胞通过位于膜内的海藻糖酶,将血液中海藻糖降解成葡萄糖,然后吸收到胞内,最后合成糖原,从而导致蚕卵的滞育.从而海藻糖酶基因是从分子水平来解明家蚕滞育机理的一个重要途径.本实验从野桑蚕、家蚕苏@菊×明@虎基因组中分别克隆了野桑蚕和家蚕的海藻糖酶基因的5′侧翼区片段并进行了测序分析,以供进一步的启动子功能研究,现报道如下.     

野桑蚕、家蚕LSP基因5''''侧翼区的克隆与序列分析

根据已报道的家蚕朝日×东海的幼虫血清蛋白LSP基因序列设计1对引物,以野桑蚕、家蚕苏·菊×明·虎的基因组DNA为模板,分别克隆了野桑蚕、家蚕苏·菊×明·虎的LSP,基因5’侧翼区,约1.9kb,并进行了序列测定与分析。结果表明:克隆的野桑蚕、家蚕苏·菊×明·虎的LSP基因5’侧翼区涵盖了第一内含子、第一外显子、启动子区及其5’上游区;野桑蚕LSP基因5’侧翼区与朝日×东海LSP,基因5’侧翼区的同源性达96.4％,其中第一内含子、第一外显子的同源性分别为91.6％,100％;家蚕苏·菊×明·虎的LSP基因5’侧翼区与朝日×东海LSP基因5’侧翼区的同源性达98.9％,其中第一内含子、第一外显子的同源性都为100％,核心启动子区具有典型的TATA盒,还有数种昆虫脂肪体内组织特异性表达基因的共有序列和推定的激素响应元件等功能元件;野桑蚕的LSP基因启动子的5’上游区(-304～598bp)与J139家蚕丝素轻链基因第一内含子区域(7639～7933bp)的同源性达90.6％,-913～-1383bp为失活的部分水手转座子元件。     

山东3个绵羊品种线粒体细胞色素b基因的系统进化研究

本文测定了小尾寒羊、大尾寒羊、洼地绵羊共3个品种部分线粒体DNA细胞色素b 基因片段,并以鲁北白山羊为外群,应用NJ法构建分子系统树。结果显示: 44 个位点检出变异,绵羊群体变异度为0.0102,线粒体DNA多态性相对贫乏,推测3个品种具有共同母系祖先;洼地绵羊与大尾寒羊关系较近,与小尾寒羊亲缘关系最远。     

老挝家蚕线粒体cox3基因序列分析及分子进化研究初探

对老挝家蚕品种L11的线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)cox3基因(cox3)进行PCR扩增、克隆和序列分析。结果表明,在测定的909bp的片段中,含有ATPase 6基因及tRNA-Gly基因的部分序列和cox3全序列。其中,cox3读码框包括789个核苷酸,编码262个氨基酸。L11 cox3和已经公布的家蚕(中国家蚕品种夏芳、日本家蚕Aojuku、韩国家蚕Backojam)mtDNAcox3基因完全一致,但与日本野桑蚕、中国野桑蚕的氨基酸同源性分别为99%和98%。     

家蚕和野桑蚕的起源研究进展

综述了家蚕和野桑蚕的起源研究进展,从殷墟的蚕茧、钱山漾的丝线和丝绸残片、南杨庄的陶蚕蛹、河姆渡的“蚕纹”骨盅等出土的文物研究证明：家蚕起源于中国的古野蚕;从近年来对家蚕染色体数（家蚕及中国野桑蚕的染色体数2n=56,日本野桑蚕的染色体数2n=54）、DNA多态性和线粒体等方面的研究,进一步证明中国和日本的家蚕都起源于中国的野桑蚕。     

家蚕、野桑蚕海藻糖酶基因启动子的特性及其滞育激素的转录调节

以pGEM 3Z为载体 ,分别构建了家蚕 (Bombyxmori)和野桑蚕 (Bombyxmandarina)海藻糖酶基因启动子控制的荧光素酶基因报告质粒 ,利用昆虫细胞瞬时表达系统进行启动子特性分析 ,并就家蚕滞育激素对海藻糖酶基因启动子转录活性的调节作用进行了研究。结果表明 :家蚕和野桑蚕海藻糖酶基因启动子在家蚕Bm5细胞、Sf2 1细胞中都有转录活性 ,但是活性都很低 ;家蚕滞育激素在体外条件下对家蚕海藻糖酶基因启动子活性的调节有明显的剂量效应 ,13～ 33nmol/L时有明显的增强作用 ,由此推测来自家蚕卵巢的Bm5细胞可能存在与滞育激素作用的受体。     

家蚕地方品种线粒体基因组A+T丰富区的序列及分子进化分析

为了研究家蚕线粒体基因组A+T丰富区的结构和家蚕品种的进化,用PCR方法扩增了12个家蚕(Bombyxmori)地方品种线粒体基因组A+T丰富区及其侧翼序列,分离纯化后克隆到pMD18-T载体进行测序。序列分析表明,克隆片段长度约1.1 kb,基因排列顺序与C108线粒体相同,依次为12S rRNA基因3′端、A+T丰富区、tRNAMet、tRNAIle、tRNAGln和ND2基因5′端,在tRNAGln和ND2基因之间有47 bp的非编码区。以日本野桑蚕(Bombyxmandarina)为外群,用Phylip软件包构建了基于12个家蚕品种线粒体基因组A+T丰富区序列的NJ进化树。结果显示,甘肃种单独聚为一群,其进化早于其它11个品种聚成的类群,说明甘肃种是供试家蚕品种中进化最早的品种。这一结果在分子水平上为黄河流域是家蚕品种的发祥地之一提供了证据,也进一步支持了家蚕品种的中国起源说。对A+T丰富区及其侧翼基因的结构分析表明,家蚕线粒体12S rRNA和ND2基因都十分保守,14个品种统计只分别发生1个和2个碱基转换;A+T丰富区中(A+T)比例高达94.9%以上,第27 nt开始有1个T-串结构,长度为16~19 bp不等;同时还根据3个tRNA基因的核苷酸序列推定了其二级结构。     

家蚕和野桑蚕酚氧化酶原基因的组织表达差异比较

酚氧化酶在昆虫体液免疫反应中起着非常重要的作用。根据GenBank中登录的家蚕和野桑蚕酚氧化酶原基因cDNA序列设计特异引物,用半定量RT-PCR方法检测了家蚕和野桑蚕各组织中酚氧化酶原基因(PPO1和PPO2)的表达谱,发现该基因在家蚕和野桑蚕组织中的表达差异较大,且具有明显的组织特异性。家蚕PPO1基因只在血液中被检出有很高的表达,而野桑蚕PPO1基因在血液和头部中均有表达,且在血液中的表达量最高;PPO2基因在家蚕组织中的表达量从高至低顺序为血液、脂肪体、卵巢、头部、表皮、精巢、中肠和丝腺,而在野桑蚕组织中的表达量从高至低顺序为血液、头部、中肠、表皮、精巢、卵巢和脂肪体,在丝腺中没有被检出有表达。推测可能是由于起源于野桑蚕的家蚕在长期的驯化及人工选择过程中引起了酚氧化酶原基因功能的变化。     

野桑蚕NPV与家蚕NPV的外形差异及多角体蛋白基因的研究

通过电子显微镜观察 ,发现从野桑蚕体内分离的核型多角体病毒 (BmmNPV)经空斑筛选 ,其分离株的多角体外形和家蚕核型多角体病毒 (BmNPV)的多角体外形呈现差异。对PCR扩增出的BmmNPV的多角体蛋白基因polh进行克隆、测序 ,并与BmNPV的polh序列比较 ,结果发现BmmNPV的polh在 +2 2、+70 3和 +711的 3个位点的碱基不同 ,使 +7位、+2 99位的Pro变成了Ser,+711位G变成为A ,而没有引起该位点 +2 31位Ala的改变。由Ser和Pro在形成蛋白二级结构的构象常数可以推测 ,BmmNPV的多角体较BmNPV更稳定 ,查明了多角体在外形存在差异的原因是ORF内碱基的差异引起的。     

野桑蚕和不同家蚕品系幼虫体内1-脱氧野尻霉素含量测定

采用反相高效液相色谱(RP-HPLC)-紫外检测法测定了野桑蚕和不同品系家蚕体内的1-脱氧野尻霉素(1-DNJ)含量,并调查了家蚕5龄幼虫不同组织不同生长时期1-DNJ含量的变化。野桑蚕与家蚕、家蚕不同品系间的1-DNJ含量存在极显著差异:野桑蚕全蚕粉中1-DNJ含量最高,质量分数平均为0.427 8%;家蚕以黄血蚕最低,平均0.220 5%。家蚕5龄幼虫不同组织的1-DNJ含量也存在明显差异:家蚕血干粉中的1-DNJ含量最高,质量分数达0.848 7%;其次是中肠、体壁和脂肪体组织,分别为0.512 2%、0.472 2%、0.308 5%;而在丝腺中几乎检测不出1-DNJ。家蚕5龄幼虫体内1-DNJ含量随发育时期呈明显变化,5龄第4天含量最高,达0.329%,第5天以后迅速下降。     

SSR标记在中国野桑蚕和家蚕的遗传多态性分析中的应用

采用25个微卫星标记(SSR)对中国5个不同地区的野桑蚕及2个家蚕品种进行了多态性分折,共产生58个等位基因,平均每个位点多于2个等位基因。表明微卫星标记能反映各品种之间丰富的多态性,品种间的聚类结果较好地反映了家蚕和野桑蚕之间的遗传特性。     

应用AFLP分子标记对6个家蚕品种的鉴定

利用AFLP分子标记技术对浙江省生产上应用的 6个家蚕品种 (包括正反交 )进行了DNA指纹分析 ,筛选出E AAC/M CTT、E ACA/M CAA、E ACC/M CTT、E AGG/M CAA及E AGG/M CTT 5对引物。这 5对引物在 6个家蚕品种中共扩增出 15 7条带 (平均每对引物扩增 31 4条带 ) ,其中有多态性带 5 4条 (平均每对引物扩增多态性带 10 8条 ) ,多态性比例为 34 4 %。通过这些多态性条带的不同组合 ,可明确将供试的 6个家蚕品种加以区分 ,并作为 6个家蚕品种鉴定的依据。     

野桑蚕和家蚕的环境适应性比较研究

野桑蚕和家蚕对不同组分人工饲料的食性比较研究表明 ,野桑蚕不取食无桑叶粉的人工饲料 ,4 8h不出现疏毛现象 ,其食性较家蚕单一。以完成虫态的积温研究二者对气象环境的适应性 ,发现野桑蚕对气象环境的适应性较家蚕强 ,野桑蚕完成不同虫态所需的有效积温较稳定。对野桑蚕和家蚕添食农药和紫外辐照处理 ,结果表明野桑蚕对不良的环境的耐受性较家蚕强 :添食相同浓度的农药 ,家蚕全部中毒死亡 ,而野桑蚕却部分存活 ,且正常化蛹 ;紫外线辐照可使野桑蚕提前老熟营茧