蜕皮激素诱导家蚕蜕皮激素受体和超气门蛋白基因的表达变化

昆虫蜕皮激素受体(ecdysone receptor,EcR)是一种核内受体,为蜕皮激素的分子靶标。用0.002 g/L蜕皮激素溶液浸泡过的桑叶饲喂家蚕5龄幼虫,采用双跟踪标定定量PCR(dual-spike-in qPCR)方法,检测家蚕蜕皮激素受体基因BmEcR-A、BmEcR-B1和超气门蛋白(ultraspiracle,USP)基因BmUSP在家蚕幼虫马氏管、脂肪体、中肠组织的转录水平变化,分析蚕体组织以及BmEcR和BmUSP基因在蜕皮激素代谢过程中的作用与表达调控特征。结果表明:家蚕EcR的2种同工型基因BmEcR-A和BmEcR-B1的mRNA转录水平均变化显著,在脂肪体中的转录水平最高,其它组织相对较低;BmUSP的mRNA转录水平同样变化显著,且在脂肪体中的转录水平最高,马氏管次之,中肠最低。另检测正常情况下4龄眠期和5龄末期BmEcR-A、BmEcR-B1和BmUSP的mRNA转录水平相对于其它发育时期较高,且脂肪体中的转录水平要明显高于其它组织。BmEcR-A、BmEcR-B1和BmUSP均在家蚕幼虫脂肪体中高水平表达,表明了脂肪体在蜕皮激素代谢过程中的重要性。     

家蚕蜕皮激素受体和超气门蛋白基因的诱导表达模式及蜕皮激素响应元件核心保守区的识别

核受体基因家族是介导昆虫蜕皮激素(20E)作用的关键信号分子。为了研究家蚕丝腺中核受体异源二聚体编码基因——蜕皮激素受体基因Bm EcR和超气门蛋白基因Bm USP的表达模式,应用实时荧光定量PCR技术检测家蚕5龄幼虫正常状态下和用2×10~(-3)μg/μL蜕皮激素处理后Bm EcR与Bm USP在丝腺组织中的表达变化。结果表明,20E处理后,Bm EcRA、Bm EcR-B1和Bm USP在中、后部丝腺的表达量与对照组相比均有不同程度增加,说明20E能够促进Bm EcR-A、Bm EcR-B1和Bm USP基因的表达;但中部丝腺与后部丝腺Bm EcR-A、Bm EcR-B1和Bm USP基因的表达变化趋势不同。利用等温滴定量热技术(ITC)获得的家蚕蜕皮激素受体结构域蛋白Bm EcR-B1D与蜕皮激素响应元件Bm E75A-EcRE及其缺失突变体相互作用的亲和力常数(K)、反应热(ΔH)和熵(ΔS),显示了Bm EcR-B1D蛋白能够与Bm E75A-EcRE进行结合,并发现Bm E75A-EcRE的核心保守区为编码序列TCTTC,推测该区域有可能是Bm EcR-B1D蛋白结合在Bm E75A-EcRE上的精确位点。     

柞蚕核糖体蛋白基因S3a的克隆及表达分析

核糖体蛋白在蛋白质的生物合成、细胞的代谢与凋亡、机体免疫、信号转导等方面有重要作用。采用RT-PCR方法克隆了柞蚕(Antheraea pernyi)核糖体蛋白基因S3a的开放阅读框(ORF),ORF序列长795bp,编码264个氨基酸。序列比对表明,柞蚕S3a蛋白与其它10个物种S3a蛋白的相似性介于72%～99%之间,其中与柳蚕(Actias selene)S3a蛋白的相似性最高。用RT-PCR方法分析该基因在柞蚕幼虫组织中的表达情况,结果显示柞蚕S3a基因在柞蚕幼虫的血液、中肠、丝腺和脂肪体组织中均有表达,且转录水平无显著差异。SDS-PAGE和Westernblotting检测显示柞蚕S3a基因在大肠杆菌中获得了正确表达。     

柞蚕模式识别受体βGRP的基因克隆及序列特征和诱导表达谱分析

在昆虫的免疫防御系统中,模式识别受体介导的免疫反应起着主导性作用。采用RACE方法克隆了柞蚕的模式识别受体——β-1,3-葡聚糖识别蛋白的基因ApβGRP(GenBank登录号:JN880424)。序列分析表明:ApβGRP含有1 470 bp的开放阅读框,编码490个氨基酸;ApβGRP属于分泌型蛋白质,N端有17个氨基酸组成的信号肽,具有βGRP保守性的糖苷水解酶活性结构域(Glyco_hydro_16)。系统进化分析显示ApβGRP与家蚕的βGRP-3属于同一个分支,序列相似度为71%。利用实时定量PCR方法检测柞蚕蛹经4种微生物(革兰阳性菌Bacillus subtilis、革兰阴性菌Escherichia coli Top10、病毒Antheraea pernyi nucleopolyhedrovirus、真菌Saccharomyces cerevisiae W303-1A)诱导处理后,ApβGRP在蛹体表皮、脂肪体和血淋巴中均明显上调表达,但在生殖腺内的表达则无明显变化,该基因在中肠内仅被革兰阳性菌及真菌诱导上调表达,并且该基因对真菌的应答表达最显著,显示ApβGRP经不同微生物诱导后的表达水平以及在蛹体不同组织中的表达水平有明显差异。推测ApβGRP因具有糖苷水解酶活性结构域能水解病原体的多糖,所以可以通过与微生物表面相关分子模式的结合而识别多种微生物,并调控相关的免疫通路,在柞蚕免疫系统中发挥作用。     

外源蜕皮激素和保幼激素类似物对家蚕丝腺蜕皮激素受体基因表达活性的影响

为了进一步探讨外源蜕皮激素（Moulting hormone,MH）和保幼激素类似物（Juvenile hormone analogue,JHA）处理家蚕的增丝机理,本试验分别于5龄24h注射植源性MH和5龄72h注射JHA,采用半定量RT-PCR方法,测定了蜕皮激素受体（ecdysone receptor,EcR）（BmEcR-B1型）基因在家蚕5龄不同发育时期在中部丝腺和后部丝腺中表达量的变化。结果表明,正常对照家蚕丝腺中,EcR基因的表达均在5龄前期表达量较低,中后期表达量较高,但丝腺不同部位,表达模式不同。5龄24h用MH处理后,无论是中部丝腺还是后部丝腺,EcR基因的表达活性与对照组相比,总体上均是先上调后下降;而5龄72h用JHA处理,EcR基因的表达一直到对照熟蚕前均低于对照区;但两种处理区在对照区熟蚕之后仍有不同程度的表达。说明外源激素可通过影响MH受体基因的表达,从而影响了MH信号转导,进一步影响丝蛋白的合成。     

重组柞蚕溶菌酶在柞蚕蛹中的分泌表达及纯化

利用柞蚕核型多角体病毒表达载体系统(AnpeNPV expression vector system)在柞蚕蛹体内分泌表达柞蚕溶菌酶(ApLz),并建立重组蛋白的分离纯化方法。选用柞蚕30 kD蛋白信号肽构建分泌型转移表达载体pApBacDual-N1/L21Ap30kDSP,将Aplz基因克隆至该载体中,重组DNA转化感受态细胞DH10B/AnpeBac^Δcc,通过抗生素抗性及蓝白斑筛选获得重组杆粒AnpeBac^Δcc/phAplz,并经PCR检测确认。重组杆粒DNA转染Tn-Hi5细胞后得到具有感染性的重组病毒Anpe-NPV^Δcc/phAplz。重组病毒感染柞蚕蛹6～7 d后收集柞蚕蛹血淋巴,利用His-tag Purification Resin和StrepTrap HP亲和层析柱对重组ApLz进行两步分离纯化。重组ApLz经SDS-PAGE和Western blot鉴定、蛋白质N端测序分析以及抗菌活性检测,结果显示,重组ApLz可以通过AnpeNPV表达载体系统在柞蚕蛹中得到分泌表达,经过两步层析分离得到的重组...     

2个柞蚕诱导型HSP70基因的克隆及热应激表达特征

研究柞蚕热休克蛋白基因在高温胁迫下的表达变化,有助于从分子水平解析柞蚕对高温的应激反应机制。采用RTPCR技术从柞蚕蛹脂肪体组织中克隆了2个热休克蛋白70基因Ap HSP70-1(Gen Bank登录号:KR821069)、Ap HSP70-2(GenBank登录号:KT225460),2个基因的开放阅读框(ORF)均为1 905 bp,编码634个氨基酸,蛋白质具有细胞质特征基序,推测为诱导型热休克蛋白,其序列N端为高度保守的ATPase功能域,C端为多肽结合功能域,是差异位点的主要分布区域。Ap HSP70-1和Ap HSP70-2蛋白之间的序列相似度为86.91%,二者与Ap HSC70蛋白序列的相似度分别为71.82%和70.14%。半定量RT-PCR检测显示,高温(43℃)诱导后柞蚕蛹脂肪体组织中Ap HSP70-1、Ap HSP70-2基因的表达量明显升高,而Ap HSC70基因的表达量变化不大;相对于Ap HSP70-2,正常环境下Ap HSP70-1在柞蚕蛹各组织中几乎不表达,但热激后被诱导表达。qRT-PCR检测高温(43℃)诱导处理后柞蚕蛹脂肪体组织中的Ap HSP70-2表达量上调了6.32倍,Ap HSP70-1的表达量上调了4.18倍。推测克隆的2个Ap HSP70基因在柞蚕应对热激胁迫的反应中发挥重要作用。     

家蚕翅原基表皮蛋白基因BmWCPs的生物信息学分析与激素诱导表达特征

翅原基表皮蛋白(WCPs)在昆虫翅的发育中起着非常重要的作用。为了研究家蚕翅原基表皮蛋白基因BmW CPs的表达是否与蜕皮激素(20E)的调节有关,用生物信息学方法分析BmW CPs基因的序列结构与系统进化特点,并通过半定量RT-PCR检测蜕皮激素对部分BmW CPs基因表达的诱导作用。11个BmW CPs基因成簇分布在家蚕基因组中,除BmW CP6和BmW CP10分别分布在第7号、第21号染色体外,其余的BmW CPs均分布在第22号染色体上;11个BmW CPs的核苷酸序列长度为588~2 670 bp,编码115~312个氨基酸,蛋白质分子质量12~35 kD,等电点4.30~7.45;11个BmW CPs基因的ORF内均有内含子插入,81.82%的基因含有2~3个内含子,内含子长度50~5 958 bp,在50~300 bp之间分布频率最高,占46%。将解剖获取的上蔟1 d蚕体的翅原基进行体外培养,并用浓度为2μmol/L的20E直接处理12 h后再常规培养18 h,提取翅原基总RNA并反转录合成cD NA,经半定量RT-PCR检测样品中BmW CPs的表达水平显著上调。依据上述研究结果初步认为,用蜕皮激素直接处理12 h后再常规培养18 h的脉冲作用,可诱导基因组中成簇分布的BmW CPs在翅原基组织中大量表达,以利于家蚕完成翅原基的变态发育。     

柞蚕铜锌超氧化物歧化酶基因的克隆与表达分析

超氧化物歧化酶(SOD)是生物体内的重要保护性酶类。采用RT-PCR方法克隆了柞蚕(Antheraea pernyi)铜锌超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)基因的ORF序列。生物信息学分析表明,该序列共编码154个氨基酸,具有Cu/Zn-SOD的保守性结构特征,与家蚕(Bombyxmori)、美国白蛾(Hyphantria cunea)、野桑蚕(Bombyx mandarina)以及果蝇(Drosophila melanogaster)Cu/Zn-SOD基因的同源性分别是81.5%、81.7%、81.5%、66.7%。柞蚕蛹经紫外线照射处理后用半定量PCR方法检测,发现照射不同时间脂肪体内Cu/Zn-SOD基因的转录水平存在差异,在照射5 min后开始增加,至10 min时为转录高峰,15 min时又呈下降趋势。     

不同微生物诱导柞蚕溶菌酶基因的表达分析

溶菌酶是昆虫体液免疫的重要抗菌蛋白质,在昆虫抵御外源物质入侵过程中发挥重要作用。以柞蚕蛹为材料,采用大肠杆菌(Escherichia coli)、蛹虫草菌(Cordyceps militaris)、柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi)及无菌水为诱导源,测定不同外源物质诱导柞蚕蛹血淋巴对溶壁微球菌(Micrococcus lysodeikticus)的抑制活性,并根据柞蚕溶菌酶基因(GenBank登录号:DQ353869)设计引物,利用荧光定量PCR技术分析不同外源物质诱导柞蚕蛹血淋巴中溶菌酶基因的表达变化。4个诱导处理组的柞蚕蛹血淋巴均可以产生抑菌活性,但抑菌效果具有显著差异:诱导后72 h柞蚕蛹血淋巴产生明显抑菌效应,抑菌圈直径由小到大依次为无菌水处理组、蛹虫草菌处理组、柞蚕微孢子虫处理组、大肠杆菌处理组,且雌蛹血淋巴的抑菌活性较强。4个诱导处理组柞蚕蛹血淋巴中溶菌酶基因的表达量在诱导后4～8 h内迅速上调,雌蛹和雄蛹中的表达量分别在诱导后24h、8～12 h达到最大,其中,大肠杆菌诱导溶菌酶基因表达上调迅速,但持续时间短,而蛹虫草菌和柞蚕微孢子虫诱导溶菌酶基因的表达量高。研究结果说明柞蚕的免疫应答时间和免疫相关基因的表达水平因诱导源而不同,雌雄个体之间也有差异。     

柞蚕胆绿素还原酶基因ApBVRB的克隆及表达分析

柞蚕(Antheraea pernyi)幼虫体壁颜色表现出高度多样性。胆绿素还原酶(biliverdin reductase B,BVRB)可催化血红素降解过程中产生的胆绿素还原成胆红素,参与昆虫体色形成。为明确BVRB在柞蚕幼虫体色形成中的作用,克隆柞蚕胆绿素还原酶基因ApBVRB,检测其mRNA表达水平,同时调查胆绿素还原酶的活性。ApBVRB编码205个氨基酸,预测蛋白质分子质量为50.67 kD,等电点为5.15。氨基酸序列比对表明,ApBVRB与家蚕的黄素还原酶(flavin reductase,FR)具有75%的序列相似度。qRT-PCR检测结果表明,ApBVRB在柞蚕幼虫的所有受试组织器官中均表达,除丝腺外,青、黄体色幼虫之间的相对表达量并没有显著差异。酶活性检测发现,胆绿素还原酶活性在青、黄蚕的血淋巴和丝腺中有极显著差异,推测可能由于血淋巴中该酶活性的差异而导致柞蚕幼虫表现为青、黄2种体色。     

猪G蛋白偶联受体12(Gpr12)基因克隆鉴定及其表达分析

为研究猪G蛋白偶联受体12(G protein-coupled receptor 12,Gpr12)基因的序列和组织表达特征,探索Gpr12 mRNA在卵泡发育过程中的表达规律,本研究利用克隆测序技术获取猪Gpr12基因的编码区序列,并利用生物信息学方法分析Gpr12基因序列和蛋白的潜在特征;RT-PCR技术检测Gpr12基因的组织表达模式;荧光定量PCR技术检测Gpr12 mRNA在猪卵泡发育过程中的表达规律。结果表明:猪Gpr12基因编码区序列长1 005 bp,编码蛋白含有典型的7次跨膜结构域和DRY基序,存在多个潜在的磷酸化和糖基化修饰位点;Gpr12基因在所检测的组织和细胞中均有表达,且在脑、垂体和卵母细胞中高表达;随着卵泡的发育,Gpr12 mRNA的表达量极显著升高(P<0.01),表明Gpr12基因可能参与了猪卵泡发育的调控过程。     

京海黄鸡G蛋白偶联受体1基因生物信息学及组织表达分析

试验旨在研究参与激素调节并调控卵巢功能的可能基因,挑选候选基因G蛋白偶联受体1（G protein-coupled receptor 1）,深入研究其是否参与激素调节。根据转录组测序获得的京海黄鸡GPR1基因的CDS序列设计一对引物,利用实时荧光定量RT-PCR方法,检测GPR1基因在高、低产京海黄鸡卵巢组织中的表达情况,并与生物信息学进行关联,使用多种生物软件和在线工具对目的序列进行生物信息学分析,分析GPR1基因与其他物种的同源性、蛋白质的理化性质、蛋白质序列的跨膜区、亚细胞定位、亲水性、潜在的磷酸化位点、保守结构域及该基因所编码蛋白质的二、三级结构。结果显示,京海黄鸡与GenBank中原鸡、人、牛、野猪、黑猩猩、家兔、马、绵羊、藏羚羊、大鼠、小鼠、斑马鱼的同源性分别为100.0%、69.0%、69.1%、69.3%、68.9%、69.6%、69.2%、68.8%、68.9%、67.5%、69.0%和50.3%;氨基酸分析发现GPR1蛋白为疏水性蛋白,分子质量为40.41 ku,理论等电点为6.91,为7次跨膜蛋白;亚细胞定位显示,该蛋白属于非分泌蛋白;预测该蛋白含有25个潜在的磷酸化位点,1糖基化位点;二级结构以无规则卷曲为主,三级结构为7次跨膜螺旋结构;组织表达分析显示,GPR1基因在低产组的表达情况极显著高于高产组（P<0.01）。本试验结果将有利于GPR1基因功能的进一步分析,为研究该基因对京海黄鸡产蛋性状的调控机理提供理论依据。     

利用柞蚕核型多角体病毒表达载体系统在柞蚕蛹中表达增强型绿色荧光蛋白

为了探讨外源蛋白在柞蚕蛹-柞蚕核型多角体病毒(ApNPV)表达系统的表达水平和稳定性,将增强型绿色荧光蛋白(EGFP)基因克隆到柞蚕核型多角体病毒转移表达载体pApM748BE中,获得重组质粒DNA,与ApNPV DNA共转染樗蚕(Phi-losamia cynthiam)培养细胞Pc-01后,用末端稀释法筛选获得重组病毒ApNPV-Δph/egfp+。将该重组病毒感染柞蚕蛹,采用SDS-PAGE和Western blot方法检测EGFP在柞蚕蛹中的表达,结果显示:在柞蚕蛹感染重组病毒ApNPV-Δph/egfp+后6 d,EG-FP就有明显的表达;感染后12～18 d,蛹体液中的EGFP含量保持较高水平,以EGFP标准样品定量分析EGFP在柞蚕蛹体液中的表达水平高于1 mg/mL;感染后30～39 d仍可以检测到蛹体液中EGFP的表达,而且蛋白稳定。研究结果表明,利用柞蚕核型多角体病毒作表达载体,可在柞蚕蛹中高效稳定地表达EGFP,并且EGFP在雌雄蛹间的表达水平无明显差异。     

转柞蚕抗菌肽D基因辣椒的目的基因及表达产物检测

应用现代生物技术,从核酸和蛋白质水平对转柞蚕抗菌肽D基因辣椒第4代的目的基因进行了检测。发现所分离的柞蚕抗菌肽D基因与原设计的序列一样;辣椒组织中也含有抑菌物质,经与天然抗菌肽D对比,表明抗菌肽D基因得到了表达。     

柞蚕的热应激行为表现及2个热激蛋白家族基因的表达特征

野外放养柞蚕常受到高温环境胁迫,研究柞蚕对高温的应激反应和耐受性机制,有利于科学评价柞蚕种质资源对环境的适应能力。调查柞蚕5龄幼虫经39℃、42℃、45℃高温胁迫1~3 h后的热应激行为表现、恢复能力和转室温饲养48 h的死亡率,结果均表现出随温度的升高与胁迫时间的延长,蚕体热激反应加剧、恢复能力降低和死亡率升高的趋势。对3个高温胁迫试验组的柞蚕5龄幼虫,每隔0.5 h取脂肪体提取RNA并逆转录合成c DNA,经qRT-PCR检测热激蛋白基因Ap HSP70与Ap HSP90的表达变化,结果显示:高温胁迫后幼虫的Ap HSP70基因表达量显著高于对照组幼虫(53~777倍),39℃与42℃胁迫试验组幼虫在处理期间该基因的表达均逐步上调至峰值后再下降,其中42℃胁迫试验组幼虫在处理1.5 h时该基因的表达即达到最大值,基因表达量变化差异更为显著,45℃胁迫试验组幼虫在处理初期该基因的表达快速上调后再缓慢下降;高温胁迫后幼虫Ap HSP90基因的表达量也明显高于对照组幼虫(6~45倍),其中42℃胁迫试验组幼虫在处理2 h时该基因的表达达到最大值,之后迅速下降。研究结果初步揭示Ap HSP70与Ap HSP90基因可能在柞蚕幼虫对高温胁迫的适应性中起重要作用。     

不同龄期柞蚕的表皮生长因子受体(ApEGFR)基因的表达特性分析

根据NCBI公共数据库获取的家蚕表皮生长因子受体基因序列,设计8对针对表皮生长因子受体基因的特异性引物。提取柞蚕中不同龄期和不同组织中总RNA,以Oligo-dT为引物,反转录为第一链cDNA,经PCR扩增,荧光定量PCR检测,结果表明表皮生长因子受体基因在不同发育阶段中的表达有差异。不同发育阶段和整个眠期的柞蚕中,ApEGFR的mRNA均有表达,但在5龄和3眠期的时候的表达量最高。不同组织中,在柞蚕的丝腺中ApEGFR的mRNA表达量最高,表皮最低。     

不同柞蚕品种的热应激反应差异及2个热激蛋白基因的表达特征

野外放养柞蚕经常会受到高温环境胁迫,研究不同柞蚕品种对高温的应激反应和耐受性机制,有利于科学地评价柞蚕种质资源对环境的适应能力。调查5个柞蚕品种或品系5龄幼虫在42℃和45℃胁迫1～4 h后的热应激行为表现、高温胁迫后的恢复能力和胁迫处理后室温饲养48 h的死亡率,结果显示,方山黄和F的耐热性较好、恢复能力较强,高温胁迫后48 h抗大和F的死亡率较低。高温胁迫1 h后分别取2个胁迫试验组5个柞蚕品种5龄幼虫的脂肪体,qRT-PCR检测热激蛋白基因ApHSP70与ApHSP90的表达变化,结果显示:胁迫后不同品种ApHSP70基因的表达量均显著高于对照组(395～1 124倍),以方山黄的胁迫组和对照组表达量最高;42℃胁迫组抗大与9906、45℃胁迫组5204与9906的ApHSP70基因表达量无显著差异(P>0.05),其余均呈极显著差异(P<0.01)。高温胁迫后不同品种ApHSP90基因的表达量也明显高于对照组(26～460倍),仍以方山黄的胁迫组和对照组表达量最高;42℃对照组方山黄与其他品种ApHSP90的表达水平呈显著差异(P<0.05),而42℃方山黄对照组与抗大胁迫组无显著差异(P>0.05);42℃胁迫组5204与方山黄的ApHSP90基因表达水平呈显著差异(P<0.05),45℃胁迫试验组的抗大与F的ApHSP90基因表达水平不存在显著差异(P>0.05),其余均呈极显著差异(P<0.01)。研究结果可为柞蚕种质资源耐高温胁迫能力评价与柞蚕抗逆性新品种选育提供参考。     

新城疫病毒融合蛋白裂解位点基因的分离克隆及在原核细胞中的表达

用ＳＰＦ鸡胚繁殖新城疫病毒（ＮＤＶ）Ｆ４６Ｅ９株（强毒）、ＬａＳｏｔａＥ４株（弱毒），对病毒进行纯化，抽提ＲＮＡ。用１对均为２７个碱基的引物进行ＲＴ－ＰＣＲ，扩增出了２个毒株的融合蛋白裂解位点（Ｆｃ）基因。将Ｆｃ基因定向克隆入ｐＵＣ１８的ＥｃｏＲＩ和ＳａｌⅠ位点之间，获得２个毒株Ｆｃ基因克隆ｐＵＣＦ４６Ｆｃ和ｐＵＣＬａＦｃ，用ＥｃｏＲＩ／ＳａｌⅠ双酶切法、ＰｓｔⅠ单酶切法、ＰＣＲ法和核酸探针法对其进行了鉴定。将鉴定好的ＬａＳｏｔａＥ４Ｆｃ基因定向导入表达载体质粒ｐＢＶ２２１，获得重组子ｐＢＶＬａＦｃ。ＰＣＲ和内切酶酶切法鉴定表明，Ｆｃ插入的位置和方向都正确无误。用Ｅ．ｃｏｌｉＤＨ５α通过热诱导法进行了表达。用ＳＤＳ－ＰＡＧＥ和Ｗｅｓｔｅｒｎ－ｂｌｏｔ法检测了表达产物。结果表明，有１条能够与ＮＤＶ多抗反应的特异条带，分子量约１５７００，与预期大小一致，说明是Ｆｃ基因的表达产物