家蚕分子标记研究进展(综述)

本文就国内外家蚕分子标记的研究方法、研究现状、在家蚕方面的应用及其前景进行了概述。     

家蚕品种资源的遗传多样性与分子系统学研究

利用微卫星(SSR)标记,在DNA分子水平上对不同地理系统和化性的家蚕品种之间的遗传差异进行了研究。结果表明:在11对引物中均出现稳定的扩增带,扩增带总数为106条,最多的有16条,最少有4条,平均每个引物9.6条。利用单匹配相似系数和UPGMA聚类法对结果进行分析,发现其SSR不但具有品种特异性,而且具有系统特异性,证明不同化性及地理系统的家蚕在进化上属有显著差异的类群。     

家蚕谷氨酸转运蛋白基因克隆及序列分析

谷氨酸转运蛋白(EAAT)主要存在于神经、神经原及神经胶质细胞浆膜上,对胞外谷氨酸浓度进行调节,在维持细胞正常的生理状态、避免神经元过度兴奋方面起着重要的作用.利用鳞翅目粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)和双翅目拟暗果蝇(Drosophila pseudoobscura)的谷氨酸转运蛋白序列为问询序列,在家蚕基因组数据库中进行同源检索,找到2个EAAT基因的同源基因(BmEAAT),并进行了克隆测序.两个BmEAAT基因均含8个外显子,编码蛋白均为膜蛋白,各有8个跨膜结构域.多物种的同源基因序列的系统发生分析结果表明:家蚕的两个EAAT拷贝至少在鳞翅目与双翅目分化前就已存在.基因芯片数据显示BmEAAT的两个拷贝在家蚕5龄3天的组织表达模式有明显差异,表明这两个基因的功能可能已经分化.     

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。     

家蚕核多角体病毒p10基因的克隆和分子系统进化分析

根据GenBank中家蚕核多角体病毒T3株中p10基因的保守序列,克隆得到了8个不同地区的家蚕核多角体病毒的p10基因,并分别与GenBank中的NPVp10基因进行比对.结果发现p10基因都含有1个213 bp的开放阅读框(ORF)共编码70个氨基酸,8株P10蛋白间氨基酸序列相似性为95%~100%,相似性高.与GenBank中Ac-MNPV和BmNPV的P10蛋白相比,8株BmNPV P10蛋白都缺失了3个保守结构域中的C-端结构域,只含有2个保守结构域,即N-端卷曲螺旋和Pro丰富区.     

抗保幼激素与蜕皮激素的作用机理研究

桑蚕第３龄或第４龄使用三眠素能使龄数减少，全龄期缩短，５龄使用则使龄期延长．３龄使用金鹿三眠素或５龄添用蜕皮激素丝腺重量低于对照，但三眠素使用区单位重量丝腺的ＲＮＡ量与对照有表现一致的趋向；而５龄使用三眠素则丝腺重量大于对照区．研究表明，３龄使用三眠素，蚕体强健，茧层率较高；５龄使用三眠素，全茧量、茧层量、茧层率均优于对照．使用蜕皮激素、龄期缩短，强健性，茧质成绩均较差     

家蚕抗浓核病毒分子标记筛选及分析

在抗DNV的品种秋丰、高感品种华八35及其近等基因系BC6中,通过495个RAPD随机引物在各个品种的DNA混合物中进行PCR扩增,获得了一个与家蚕抗DNV基因相关的分子标记S366,对这个标记进行了克隆、测序,并且根据序列设计特异引物转换成SCAR标记,在多个敏感性和抗性品种中进行了验证,证明此分子标记真实可靠.通过生物信息学对测序片段进行分析,发现该片段序列与黄嘌呤脱氢酶基因有91%的同源性.     

家蚕TCTP基因的克隆、分析及其表达

 【目的】在家蚕基因表达谱研究中鉴定了近4万个特异的SAGE标签，为了研究这些标签所对应基因的功能，选择了其中一个SAGE标签，探索这个SAGE标签对应的基因序列，表达特征以及相关的功能。【方法】在SAGE结合GLGI结果的基础上，利用5’RACE获得基因的全长，根据不同物种间该基因的同源性来构建系统发生树，通过PCR检测该基因在家蚕不同时期、不同组织中的表达特征，并在原核表达系统中表达该基因。【结果】从cDNA中获得了家蚕TCTP基因的全长序列，构建了不同物种间TCTP的系统发生树，PCR结果表明TCTP基因在家蚕的各个时期、各个组织中都稳定的表达，并且成功的在原核表达系统中表达了该基因。【结论】从cDNA中获得了TCTP基因的全长序列，并且成功在原核系统中表达，证明了通过笔者的实验方法能够获得新的基因；系统发生树显示亲缘性越近的物种TCTP间的同源性越高；家蚕TCTP基因在家蚕生命的各个时期、各个组织都有重要的生物学功能；这些工作为进一步研究其具体功能奠定了基础。     

家蚕病原性微孢子虫多样性调查分析

[目的]从分布、感染性和分类特征三方面调查家蚕病原性微孢子虫多样性,为蚕业生产上有效防控家蚕微粒子病提供参考依据.[方法]跟踪蚕种生产微粒子病检疫数据及抽样检验家蚕受微孢子虫感染的情况,调查家蚕病原性微孢子虫的分布;通过测定微孢子虫对家蚕的半数感染浓度(IC50)和胚种传染率及检验带毒蚕种的微粒子病胚种传染率,调查家蚕病原性微孢子虫的感染性;基于微孢子虫SSU rRNA序列构建家蚕病原性微孢子虫系统发育进化树及进行相似性和遗传距离分析,调查家蚕病原性微孢子虫的分类特征.[结果]不同时间和不同蚕区生产饲养的广西家蚕均存在一定量的微孢子虫感染,蚕种微粒子病发生率(毒率)呈波动起伏态势.GXM3、GXM4、GXM5、GXM6、GXM7、GXM8、GXM9、GXM10、GXM11、GXM12和GXM13等11株异型微孢子虫对家蚕均具有较强食下传染力,大部分异型微孢子虫对家蚕的IC50与N.b同一级别;各种微孢子虫对家蚕的胚种传染力存在明显差异,N.b的胚种传染率达51.67%,其他异型微孢子虫均比N.b低,部分异型微孢子虫(GXM6和GXM13)对家蚕无胚种传染力.GXM3、GXM4、GXM5、GXM6、GXM7、GXM8、GXM9和GXM11等8株异型微孢子虫均位于Nosema属的类群分支上,除GXM7与GXM9、GXM3与GXM5间存在较低分化度和较高相似度外,其他微孢子虫间的分化度和相似度均存在明显差异.[结论]广西蚕区家蚕病原性微孢子虫分布广泛,种类繁多,且各种微孢子虫的感染力存在明显差异,即广西家蚕病原性微孢子虫存在丰富的种类多样性.     

家蚕TPR基因的克隆

[目的]克隆家蚕TPR基因,为研究该基因功能提供依据。[方法]利用Trizol法提取家蚕蛹期总RNA,再用RT-PCR方法对家蚕TPR基因进行克隆。[结果]成功得到家蚕TPR基因全cDNA序列,并用PCR扩增得到了TPR基因的ORF,全长858 bp。[结论]首次对家蚕TPR家族基因进行了克隆,为今后对该基因功能研究奠定了坚实的基础。     

家蚕ga Pdh基因的克隆及分析

从家蚕EST数据中检索到果蝇（Drosophila melanogaster）甘油醛-3-磷酸脱氢酶（GAPDH）（AAN09371）氨基酸同源序列,用seqMAN延伸,电子克隆家蚕gapdh的cds,用PCR克隆家蚕gapdh基因序列．家蚕甘油醛-3-磷酸脱氢酶（bmga pdh）基因长1485 bp（NO：DQ202316）,包括5′UTR 221 bp,3′UTR 265 bp和完整的999 bp ORF框,编码333个氨基酸残基．用BLASTN进行同源性分析表明与果蝇的同源性为91％,与鹌鹑胚胎纤维细胞序列同源性最差,为71％．bmgapdh基因在家蚕基因组中是单拷贝的,包含3个外显子．3′UTR序列包含AATAA终止信号和Poly（A）．推导的氨基酸序列N端包含与NAD^＋结合的保守结构域：ASCTTNCL．     

家蚕脱胶蚕丝的蛋白组成成分

【目的】探讨家蚕（Bombyx mori）蚕丝纤维脱胶后蛋白质成分的变化,为了解丝蛋白在蚕丝纤维中的分布特征打下基础,并为改进蚕丝纤维加工工艺提供依据。【方法】利用木瓜蛋白酶、碳酸钠、尿素、中性皂和碱水法5种方法对蚕茧进行脱胶处理;并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳检测不同方法处理的蚕丝和不同蚕丝加工产品的脱胶程度,以及脱胶对丝素的影响;利用FASP酶解法和液相色谱-串联质谱联用的技术鉴定不同方法脱胶后的蚕丝及各种蚕丝加工产品的蛋白组分;利用生物信息学的方法对鉴定到的丝蛋白进行注释并通过非标定量的方法比较各种样品中丝蛋白的丰度。【结果】通过5种方法对蚕茧丝进行脱胶,蛋白电泳检测发现木瓜蛋白酶法降解丝胶蛋白的同时基本不会破坏丝素蛋白;碳酸钠法对丝胶的降解能力较弱,但对丝素的降解较强;中性皂法和尿素法对丝胶蛋白和丝素蛋白的降解都比较严重;碱水法的效果不理想。通过蛋白质组学研究发现木瓜蛋白酶和中性皂法脱胶后的蚕丝中几乎没有丝胶蛋白,主要是丝素蛋白、seroin 1和甘氨酸富含蛋白等;尿素法和碳酸钠法脱胶后的蚕丝中残留蛋白最少,主要是丝素蛋白和甘氨酸富含蛋白等。通过蛋白电泳检测了6种蚕丝加工产品中的蛋白质,发现生丝和胚绸中的丝素蛋白比较完整,绸、缎和电力纺中的丝素蛋白出现了部分程度的降解,而丝绸旧衣中的丝素蛋白有严重的降解。通过蛋白质组学分析发现生丝和胚绸中的主要成分包括3种丝素、丝胶1、seroin 1、osiris 9a、甘氨酸富含蛋白和蛋白酶抑制剂SPI51等;绸、缎和电力纺的主要成分包括3种丝素蛋白和seroin 1,而丝绸旧衣中的主要成分包括3种丝素蛋白和甘氨酸富含蛋白。【结论】木瓜蛋白酶脱胶法能够最大程度地保持丝素纤维的完整性,碳酸钠和尿素法的脱胶程度最高。生丝和胚绸中的丝胶蛋白含量很高,丝素纤维比较完整。绸、缎和电力纺中的丝胶蛋白很少,丝素纤维有部分程度的降解。蚕丝经过彻底的脱胶后还剩余的蛋白包括丝素重链、丝素轻链、丝素p25、seroin 1和甘氨酸富含蛋白。     

家蚕脓病的防治技术

介绍了家蚕脓病的分类及症状,并且指出了防治方法.     

家蚕TPR基因的克隆

[目的]克隆家蚕TPR基因,为研究该基因功能提供依据。[方法]利用Trizol法提取家蚕蛹期总RNA,再用RT-PCR的方法对家蚕TPR基因进行克隆。[结果]成功得到家蚕TPR基因全cDNA序列,并用PCR扩增得到了TPR基因的ORF,全长858bp。[结论]首次对家蚕TPR家族基因进行了克隆,为今后对该基因功能研究奠定了坚实的基础。     

中国野桑蚕和家蚕的分子系统学研究

 用分子生物学手段对11个地区的野桑蚕（Bombyx mandrina）和25个代表性家蚕（Bombyx mori）品种进行了分子系统学研究。野桑蚕与家蚕的DNA多态分析及其聚类分析结果进一步证实家蚕起源于中国野桑蚕。同时结合有关文献,作者提出了家蚕起源进化的新观点:家蚕可能是由多种生态类型（包括一化、二化、多化）混杂的野桑蚕驯化而来,其驯化之初就已拥有一化、二化、多化的遗传背景,其后几千年的人工饲养、选择才分离演化成为不同系统化性的家蚕品种。     

利用AFLP标记构建家蚕分子连锁图谱

 ＡＦＬＰ技术构建了家蚕分子标记连锁图谱,在扩增中使用了１８组双引物及两个单引物在家蚕品系７８２和ｏｄ １００的回交子代中得到了１１７７个扩增位点,有３５９个非分离位点,８１８个分离位点。分离位点中有２９２个位点符合孟德尔１：１分离比例。用ＭＡＰＭＡＫＥＲ软件将２９２个标记位点及形态标记基因ｏｄ分成２６个连锁群,１９个二联体及８１个未进入连锁关系的标记。每个连锁群包含３～１４个标记。平均为 ６．５个标记。该连锁图总图距为 ３２８５．５ｃＭ。标记间平均距离为 ２０．０ｃＭ。形态标记ｏｄ被定位于该图谱中 ３号连锁群上,而ｏｄ基因位于家蚕Ｚ染色体上,故可确定该分子标记连锁群对应于传统的家蚕形态标记图谱中的Ｚ染色体。     

家蚕ga Pdh基因的克隆及分析

从家蚕EST数据中检索到果蝇(Drosophila melanogaster)甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)(AAN09371)氨基酸同源序列,用seqMAN延伸,电子克隆家蚕gapdh的cds,用PCR克隆家蚕gapdh基因序列.家蚕甘油醛-3-磷酸脱氢酶(bmgapdh)基因长1 485 bp(N0:DQ202316),包括5'UTR 221 bp,3'UTR 265 bp和完整的999 bpORF框,编码333个氨基酸残基.用BLASTN进行同源性分析表明与果蝇的同源性为91%,与鹌鹑胚胎纤维细胞序列同源性最差,为71%.bmgapdh基因在家蚕基因组中是单拷贝的,包舍3个外显子.3'UTR序列包含AATAA终止信号和Poly(A).推导的氨基酸序列N端包含与NAD+结合的保守结构域:ASCTTNCL.     

家蚕耐氟机理研究

[目的]研究家蚕的耐氟机理。[方法]以耐氟家蚕品种T6和氟敏感家蚕品种733新为供试品种,采用酸浸提法测定蚕沙、饲料、全蚕体的氟含量。[结果]添氟和不添氟饲料的实测含氟量分别为413.3和56.5mg/kg。在添氟14d后,耐氟组家蚕品种T6个体粗大仍然健康;氟敏感家蚕品种733新个体很小,取食量显著下降,蚕沙量比对照组明显减少,表现出明显的氟中毒症状。添氟初期和表现症状的后期,氟敏感家蚕的蚕沙氟含量有所波动。从第8天开始,耐氟家蚕品种的蚕沙氟含量显著下降。氟敏感品种733新的排泄能力高于耐氟品种T6。耐氟和氟敏感家蚕的蚕沙平均氟含量与全蚕体内氟含量的和相近。[结论]家蚕体内可能有某种（类）氟过氧化物酶,使游离氟失去毒害作用。     

Insect prothoracicotropic hormone: evidence for two molecular forms

In an insect, the tobacco hornworm Manduca sexta, the cerebral neuropeptide prothoracicotropic hormone (PTTH), the primary effector of postembryonic development, exists as two molecular forms. These two PTTH's elicit characteristic in vitro dose responses of activation of prothoracic glands from different developmental stages, an indication that during development the glands change in their sensitivity to the neurohormones. Both PTTH's are active in a specific in situ bioassay. Since they may be released in situ at stage-specific times to evoke distinctly different developmental responses, the PTTH neuroendocrine axis appears to be an effective system for determining the functions of molecular forms of a neurohormone in the regulation of growth and development.     

家蚕耐热近等基因系的构建及分子标记育种技术的开发应用

[目的]为家蚕近等基因系分子标记育种技术的开发利用提供理论依据。[方法]采用构建近等基因系的方法,连续回交,将耐热基因导入到敏感品种欧_(17)中,经过6代回交,耐热辅助选择,2代自交。[结果]获得了具有耐热基因的家蚕近等基因系(新种质)。同时监测了各回交后代的抗性水平,测定了近等基因系的分子标记,并利用SSR标记与耐热基因连锁的品种尝试耐热实用品种的杂交种组配。[结论]成功构建了耐热近等基因系,监测了回交后代的抗性水平、饲养成绩,并测定了近等基因系的分子标记。