家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因serpin16的表达规律及体外重组表达

家蚕(Bombyxmori)的丝腺是丝蛋白合成分泌的场所,存在多种丝氨酸蛋白酶抑制剂。为探究家蚕丝蛋白的合成和保护机制,采用半定量RT-PCR的方法调查家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因serpin16在家蚕不同发育时期和5龄第5天幼虫各个组织器官中的表达特征,结果表明家蚕serpin16基因仅在4眠-5龄第6天的发育期表达,并且仅在丝腺中特异表达,其中在中部丝腺前区转录水平最高,而在中部丝腺中区和后区的转录水平较低;进一步构建pGEX-4T-1-serpin16原核表达载体,并转化至大肠杆菌(Eschevichia coli)BL21(DE3),经IPTG诱导获得融合蛋白,纯化后得到单一的目的蛋白。家蚕serpin16基因在幼虫丝腺的特异表达模式提示其可能与家蚕的吐丝过程密切相关,推测该基因在维持丝腺稳定的泌丝环境中发挥重要作用。     

家蚕丝腺响应高低温胁迫的转录组分析

丝腺是家蚕合成和分泌丝蛋白的唯一器官，温度在丝腺合成丝蛋白的过程中具有重要调控作用，对蚕丝产量和品质都有重要影响。了解丝腺对饲养温度的响应机制对有效调控熟蚕吐丝有重要借鉴作用，以实用蚕品种贵蚕7号为研究对象，在丝腺发育和丝蛋白合成关键时期(5龄期)分别采用20℃、25℃和30℃不同温度条件进行饲养，并取游走期丝腺进行转录组比较分析。结果发现高温组(30℃)和低温组(20℃)与正常适宜饲养温度组(25℃)相比，共鉴定到109 053个差异表达基因。其中30℃饲养条件下存在67个显著上调表达基因，196个显著下调表达基因；20℃饲养条件下存在101个显著上调表达基因，124个显著下调表达基因。高温组和低温组之间分别存在4个和7个特异差异表达基因。进一步对这些差异基因进行GO和KEGG功能富集分析，发现高温组差异表达基因主要集中于氨基酸代谢、保幼激素代谢和能量代谢等与丝蛋白合成紧密相关的信号通路，低温组差异表达基因主要富集于苯丙素的生物合成、谷胱甘肽代谢等与物质代谢合成相关的信号通路，共同富集的通路主要集中于物质运输和能量代谢。这说明高温和低温胁迫影响丝腺发育或丝蛋白合成分泌的分子途径既存在...     

美国短毛黑水貂快速生长过程中转录组差异表达分析

旨在对美国短毛黑水貂快速生长过程中转录组差异表达进行分析。本试验将美国短毛黑水貂45、90日龄各3只健康公貂的胸肌组织作为试验材料,利用Illumina HiSeq~(TM)2500高通量测序平台建立转录组文库,对两个生长阶段差异显著性的基因进行GO功能富集和KEGG Pathway分析,寻找调控水貂快速生长期的相关候选基因和代谢通路,并利用qRT-PCR对转录组测序结果进行验证。结果表明,以P0.05,|log_2FC|1为条件筛选到279个显著差异基因,对这些差异基因进行GO和KEGG分析,筛选到与肌肉生长相关显著富集GO条目有66条、相关差异表达基因44个,其中上调20个,下调24个;与肌肉生长相关显著富集KEGG通路12条,如p53信号通路、PPAR信号通路、FOXO信号通路等。这些差异基因可能在水貂的快速生长过程中起到调控作用,可以作为后续研究水貂生长发育的候选基因。本研究结果为探究水貂生长发育调控机制及培育大体型水貂品种奠定基础。     

PI3K/AKT/TORC1信号通路对丝素蛋白合成转录因子SGF1表达的影响

SGF1(silk gland factor 1)是一种转录调控因子,属于Fox家族的Fox A亚家族成员,能够启动丝素基因的表达,合成丝素蛋白。已知果蝇和其他高等动物中的PI3K/AKT/TORC1信号通路可以调控Fox转录蛋白的表达。为了探究家蚕幼虫后部丝腺(PSG)中PI3K/AKT/TORC1信号通路对SGF1表达水平的影响,对4龄第4天和5龄第7天家蚕幼虫分别注射信号通路抑制剂Wort、Rapa和LY294,24 h后解剖取出后部丝腺,一组用于免疫组织化学染色实验,另一组用于提取蛋白质进行Western blot检测。免疫组织化学染色实验表明,与对照组相比,注射3种信号通路抑制剂的家蚕幼虫后部丝腺组织的绿色荧光亮度明显减弱;Western blot检测表明,与对照组相比,实验组家蚕幼虫后部丝腺的蛋白质浓度有所下降。综合以上结果初步得出PI3K/AKT/TORC1信号通路抑制剂处理均可降低家蚕幼虫后部丝腺中SGF1表达的结论,即提示可以通过上游信号通路PI3K/AKT/TORC1影响SGF1的表达水平,进而调控丝素蛋白的合成。     

溴氰菊酯胁迫下家蚕品种辐7解毒酶基因的表达模式

昆虫体内解毒酶的过量表达和活性增强是昆虫对杀虫剂产生抗性的主要原因。辐射诱变家蚕品种辐7对菊酯类农药具有较强的耐受能力,研究溴氰菊酯胁迫下辐7体内解毒酶基因的表达模式,对于解析辐7的农药耐受性机制,培育耐农药污染的家蚕品种具有重要意义。根据不同浓度溴氰菊酯处理后辐7雄蛾的求偶和交配行为观察,最终选择2.5 mg/L溴氰菊酯处理组进行解毒酶基因的表达检测。采用荧光定量PCR检测溴氰菊酯处理后3 h和6 h辐7雄蛾触角解毒酶基因(8个羧酸酯酶基因、2个丝氨酸蛋白酶抑制剂基因、1个糜蛋白酶基因、3个脂肪酶基因、1个细胞色素P450基因和1个谷胱甘肽-S-转移酶基因)的转录水平：7个羧酸酯酶基因的表达先上调再下调,1个羧酸酯酶基因表达先下调再上调;1个细胞色素P450基因、1个丝氨酸蛋白酶抑制剂基因和1个糜蛋白酶基因表达先上调再下调;1个谷胱甘肽-S-转移酶基因、1个丝氨酸蛋白酶抑制剂基因和2个脂肪酶基因表达持续上调;1个脂肪酶基因表达在处理后6 h上调。结果表明,溴氰菊酯处理后诱导辐7雄蛾体内解毒酶基因转录水平上调,从而在一定程度上增强了辐7雄蛾对微量菊酯类农药的耐受性。     

基于转录组学分析自然感染绵羊肺腺瘤病毒患羊肺肿瘤组织中转录差异基因及病毒致瘤机制的研究

绵羊肺腺瘤病(OPA)是由绵羊肺腺瘤病毒(JSRV)引起的绵羊传染性肺肿瘤疾病。为探究JSRV对绵羊肺脏的致瘤机制,本研究从自然感染JSRV的羊(OPA患羊)肺肿瘤组织和健康羊肺组织中提取总RNA,构建二者的cDNA文库后采用Illumina Hi Seq 4000高通量测序平台进行转录组学测序(RNA-Seq),采用DESeqR筛选健康绵羊与患病绵羊肺组织中的转录差异基因,并以P<0.05和log2(Fold change)≥1筛选转录显著差异基因。通过GO和KEGG数据库对转录显著差异基因进行GO功能和KEGG信号通路的富集分析,并采用RT-qPCR对随机选择的10个转录显著差异基因进行验证。结果显示,与对照组相比,OPA羊肺肿瘤组织中共筛选到1 360个转录上调基因和783个转录下调基因,其中154个转录显著上调基因,212个转录显著下调基因。GO功能分析显示,转录显著差异基因显著富集在178个GO条目中,包括114个生物过程(BP)、19个细胞成分(CC)和45个分子功能(MF),主要涉及生长因子活性、复制后修复、NAD⁺二磷酸酶活性、核苷代谢过程和...     

蚕学外文学术论文摘要选译

纤维蛋白酶及其参与家蚕丝腺发育调控生理抑制功能研究.纤维蛋白酶是一种早期在家蚕丝腺中鉴定出的组织蛋白酶L-半胱氨酸蛋白酶,在家蚕化蛹前期丝腺经历细胞凋亡和重塑时表现出高降解活性。西南大学赵萍研究小组在体外重组表达了纤维蛋白酶原并将其激活。结果表明纤维蛋白酶在pH 4.0、42 ℃条件下显示出最佳水解活性。该研究小组还发现了一种生理抑制剂——家蚕半胱氨酸蛋白酶抑制剂(BCPI),BCPI 对纤维蛋白酶具有强烈的抑制作用,抑制反应是由非共价复合物的形成引起的。这与之前报道的丝氨酸蛋白酶抑制蛋白18(Serpin18)抑制纤维蛋白酶的方式不同。表达谱和免疫定位分析表明,纤维蛋白酶通过降解丝蛋白和参与丝腺特定位置的凋亡/重塑来调控丝腺发育。此外,纤维蛋白酶及其抑制剂BCPI 和Serpin18的时期表达谱的比较分析表明,这些抑制剂通过调节从5 龄到早期上蔟阶段的纤维蛋白酶的活性来参与丝腺发育。这些发现提高了研究学者对丝腺发育中蛋白酶的调节机制及其抑制剂的认识。     

蒙古马高负荷运动训练前后转录组差异表达分析

旨在对蒙古马高负荷运动训练前后转录组差异表达进行分析。本试验对6匹进行了4个月高负荷运动训练的蒙古马进行研究,分别在训练前后两个时期采集肌肉样品,利用二代测序技术对肌肉样品建立转录组文库,对发生显著变化的差异基因进行GO功能富集和KEGG Pathway分析,寻找训练前后发生显著变化的代谢通路及相关候选基因。结果表明,在转录组筛选到的1 102个显著差异表达基因中,有299个在训练后发生下调,803个发生上调。这些差异基因被注释到3 398条GO term上。其中与运动学相关的生物学过程有:肌肉结构发育、心血管系统发育、循环系统发育、肌肉组织发育、肌肉器官发育、肌肉收缩和肌肉细胞分化等。对差异表达基因进行KEGG pathway分析,结果表明,差异基因被富集到如扩张型心肌病、肥厚型心肌病、心肌收缩、钙信号通路、肌动蛋白骨架调节等与运动相关的193条通路中。本研究结果为探究蒙古马强耐力的基本分子机理提供理论基础,同时也为理解蒙古马运动学特性提供新的思路。     

基于iTRAQ技术分析家蚕微孢子虫感染家蚕精巢的蛋白质组表达变化

为了获取家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)与宿主家蚕之间互作的新线索,利用定量蛋白质组学同位素标记相对定量和绝对定量(i TRAQ)技术分析感染与未感染Nb的家蚕5龄末幼虫精巢组织的蛋白质组表达变化,在置信度≥95%的1 326个蛋白质中,共发现78个蛋白质的表达量发生了变化,其中63个蛋白质表达上调,15个蛋白质表达下调。GO注释差异表达蛋白质参与了14个生物学过程,以参与代谢过程和细胞内过程的蛋白质占比较高;参与的细胞组分有9个,以胞外结构域占比较高;参与的分子功能有4个,以催化活性及蛋白质结合的占比较高。KEGG通路分析差异表达蛋白质共参与57个信号转导通路,主要包括代谢通路,甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸代谢通路以及溶酶体途径。利用qRT-PCR测定随机选取的8个差异表达蛋白质的编码基因mRNA转录水平变化,结果有5个基因mRNA的转录变化与i TRAQ检测蛋白质的表达变化趋势一致,而另外3个基因mRNA转录变化与蛋白质的表达变化不一致。研究结果显示差异蛋白质与能量代谢、氨基酸转运、发育调节、免疫调控等多个生物学过程有关,提示Nb与宿主家蚕之间存在复杂的相互作用关系。     

高温胁迫下罗非鱼源无乳链球菌的比较转录组分析

【目的】从分子水平了解高温季节罗非鱼无乳链球菌病容易暴发的原因。【方法】在35和28℃分别培养无乳链球菌,提取总RNA并进行转录组测序;利用华大基因Dr.Tom自主分析平台进行差异表达基因分析,并针对差异基因进行了KEGG通路和GO功能的分类和富集;通过实时荧光定量PCR随机检测10个基因的差异表达,确定转录组数据的可靠性。【结果】共得到35和28℃培养条件下的显著性差异表达基因357个,其中上调基因229个,下调基因128个;GO数据库富集能得到多个具有显著性的功能集,多集中在碳源代谢相关的途径,包括碳水化合物分解代谢过程(carbohydrate catabolic process)、糖原代谢过程(glycogen metabolic process)、细胞葡聚糖代谢过程(cellular glucan metabolic process)等;差异基因中发现了多个与无乳链球菌致病性相关的基因,如烷基过氧化氢还原酶亚基、cAMP因子、C5a肽酶等编码基因;实时荧光定量PCR与转录组数据间皮尔逊相关系数R值为0.979(P<0.001),说明转录组数据可靠有效。【结论】高温能够显...     

参与家蚕免疫反应的clip丝氨酸蛋白酶家族基因分析

丝氨酸蛋白酶在昆虫的新陈代谢和生长发育等多种生理过程中起重要作用,特别是含clip结构域的丝氨酸蛋白酶与昆虫的免疫级联激活途径密切相关。为探索家蚕clip丝氨酸蛋白酶在家蚕先天免疫反应信号通路中的作用,对家蚕(Bombyxmori)与烟草天蛾(Manduca sexta)中鉴定获得的含有clip结构域的丝氨酸蛋白酶进行序列比对和系统进化分析,发现BmSP78与MsPAP-1、BmSP127与MsHP8、BmSP124与MsHP1、BmSP125与MsHP17位于同一进化支上,4对clip丝氨酸蛋白酶的氨基酸序列相似度分别为70%、68%、81%和57%,另外的8个蛋白酶BmSP23、BmSP111、BmSP95、BmSP135、BmSP129、BmSP137、BmSP91和BmSP99构成了家蚕特有的一群clip丝氨酸蛋白酶。用革兰阴性细菌沙雷氏菌和革兰阳性细菌黑胸败血菌分别注射感染家蚕5龄第4天幼虫后,通过半定量RT-PCR检测分析clip丝氨酸蛋白酶基因在不同感染时间点的表达特征:病原菌诱导后蚕体中有11个clip丝氨酸蛋白酶基因mRNA转录水平有明显变化,其中BmSP102和BmSP96于黑胸败血菌诱导12 h后在血细胞中明显上调表达,而BmSP125在沙雷氏菌和黑胸败血菌感染12 h后的脂肪体中均明显上调表达。研究结果为建立家蚕clip丝氨酸蛋白酶可能参与的免疫级联反应路径提供了重要线索。     

初生及成年牦牛大脑皮质的转录组分析

旨在分析初生和成年牦牛大脑皮质转录组表达谱,筛选影响大脑皮质发育的候选基因。本研究选取初生(1～7日龄(NYB),n=3)和成年(3～4岁(AYB),n=3)牦牛,放血处死,采集大脑皮质,利用Illumina HiSeq平台对转录组进行测序与分析,筛选得到差异表达基因,在此基础上对差异基因进行GO功能注释、KEGG富集分析和实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法验证。测序结果共分析得到了4 790个显著差异表达的基因(P<0.05),其中包括2 670个上调表达的差异基因,2 120个下调表达的差异基因。随机选取了9个差异基因进行qRT-PCR验证,表达趋势与转录组测序结果一致,表明测序结果可靠。GO功能注释发现其中占比较多的条目为与蛋白合成及ATP利用相关的转录调控、RNA聚合酶II正调控转录、蛋白结合及ATP结合;KEGG富集分析发现占比较多与大脑发育相关的通路为调控轴突发育及重塑的轴突导向通路,与神经胶质细胞增殖相关的MAPK信号通路,与突触传递相关的神经活性配体-受体相互作用、 PI3K-Akt、钙信号及磷脂酶D信号通路,与免疫防御相关的Toll样受体通路,与低氧适应调...     

家蚕高蛋白血症模型建立及其丝腺细胞凋亡的特点研究

以阻止熟蚕吐丝的方法建立家蚕高蛋白血症模型,研究模型家蚕丝腺退化过程中细胞程序性死亡的特点,探索家蚕高蛋白血症模型的发病机制。形态解剖学观察显示,模型家蚕的丝腺退化过程延长了2倍时间;组织切片HE染色显示,模型家蚕的中部丝腺和后部丝腺都出现了退化启动推迟的现象。对家蚕组织解体退化信号通路相关基因表达水平的检测显示,模型家蚕丝腺细胞中自噬信号基因Atg6和Atg8的转录水平显著低于对照组家蚕,而凋亡信号基因Dronc的转录水平则显著高于对照组家蚕。免疫组化染色显示,模型家蚕丝腺细胞中凋亡启动蛋白Caspase-3在丝腺退化过程中持续表达。研究结果表明高蛋白血症模型家蚕丝腺细胞的凋亡活动增强,而丝腺退化延缓与自噬作用启动延迟有关。     

LPS诱导的奶牛蹄真皮细胞基因表达谱变化分析

通过转录组学测序技术,分析LPS诱导的奶牛蹄真皮细胞基因表达谱变化,筛选差异基因并进行生物信息学分析,为从细胞和分子水平上研究奶牛蹄叶炎提供必要的依据。结果显示,10 mg/L LPS作用24 h是诱导细胞模型的最佳条件。转录组测序结果显示,LPS作用前后,共有2 194个基因的表达水平发生变化,其中上调基因1 138个,下调基因1 056个。经过GO功能富集分析和KEGG代谢通路富集分析,发现差异基因主要富集于TNF、PI3K-Akt和MAPK信号通路等与免疫反应、炎症反应相关的通路中,推测LPS主要通过激活蹄真皮细胞相关炎性通路,诱导炎症介质的产生,从而导致奶牛蹄真皮细胞炎性损伤。     

牦牛泌乳期垂体组织比较转录组学分析

试验旨在了解不同产奶量牦牛泌乳期垂体组织间的转录组差异,为进一步阐述牦牛垂体组织调控泌乳的机制提供参考。提取牦牛垂体组织总RNA,并应用RNA-Seq技术对高产奶量牦牛和低产奶量牦牛泌乳期间垂体组织转录组进行高通量测序及分析。结果显示,通过比较分析高产奶量牦牛和低产奶量牦牛垂体组织转录组数据,筛选出114个差异表达基因,其中55个表现为上调,59个表现为下调。进一步功能分析表明,这些差异基因涉及多种GO分类及KEGG通路,其中GO分析显示,差异基因与许多和氨基酸代谢相关的生物学过程存在紧密关联;KEGG通路分析显示,最为富集的是细胞黏附分子通路,且金黄色葡萄球菌感染和利什曼病等大量与免疫或疾病相关的通路也出现显著富集。本研究对比了高产奶量牦牛和低产奶量牦牛泌乳期垂体组织转录组数据,筛选并分析了相关差异表达基因,为提高牦牛产奶量的研究提供新的思路。     

牦牛泌乳期垂体组织比较转录组学分析

试验旨在了解不同产奶量牦牛泌乳期垂体组织间的转录组差异,为进一步阐述牦牛垂体组织调控泌乳的机制提供参考。提取牦牛垂体组织总RNA,并应用RNA-Seq技术对高产奶量牦牛和低产奶量牦牛泌乳期间垂体组织转录组进行高通量测序及分析。结果显示,通过比较分析高产奶量牦牛和低产奶量牦牛垂体组织转录组数据,筛选出114个差异表达基因,其中55个表现为上调,59个表现为下调。进一步功能分析表明,这些差异基因涉及多种GO分类及KEGG通路,其中GO分析显示,差异基因与许多和氨基酸代谢相关的生物学过程存在紧密关联;KEGG通路分析显示,最为富集的是细胞黏附分子通路,且金黄色葡萄球菌感染和利什曼病等大量与免疫或疾病相关的通路也出现显著富集。本研究对比了高产奶量牦牛和低产奶量牦牛泌乳期垂体组织转录组数据,筛选并分析了相关差异表达基因,为提高牦牛产奶量的研究提供新的思路。     

杀虫剂辛硫磷诱导家蚕脂肪体蛋白的表达特征及SerB基因的组织转录活性分析

为了从蛋白质水平探讨家蚕对有机磷杀虫剂的抗性机制,采用双向电泳结合基质辅助激光解析电离飞行时间质谱技术,分析家蚕5龄中期幼虫在添食杀虫剂辛硫磷前后脂肪体蛋白的表达特征。经ImageMaster6.0软件分析表明,对照组共检测到465个蛋白点,实验组检测到396个蛋白点,其中能匹配的蛋白点有348对,匹配率为73.54%。对特征蛋白进行质谱分析,已鉴定的蛋白包括磷酸丝氨酸转氨酶(SerB)和5'-甲硫腺苷磷酸化酶(MTAP)。采用半定量RT-PCR分析家蚕5龄幼虫添食辛硫磷后脑、中肠、丝腺、脂肪体、精巢、马氏管等6个组织器官中SerB基因mRNA的转录水平,结果与对照组相比均呈现上调趋势,其中在脑组织的转录水平上调尤为明显,在脂肪体中的转录水平上调与其蛋白的表达上调一致。受辛硫磷诱导的影响,家蚕5龄中期幼虫脂肪体的蛋白数目减少,SerB基因在各组织器官增量表达,推测可能与蚕体对农药的代谢解毒作用有关。     

肾上腺素对民猪脂肪细胞基因表达模式的影响

为了探究冷刺激对民猪脂肪细胞代谢的影响,试验以体外培养的前脂肪细胞为试验材料,通过添加终浓度为1 000 nmol/L的肾上腺素模拟冷刺激环境,同时设置未添加肾上腺素的对照组,诱导分化7 d后收集细胞进行转录组测序(RNA-seq)分析,筛选出表达水平发生变化的差异基因,对差异表达基因进行GO功能注释和KEGG信号通路富集分析,最后通过qRT-PCR验证试验检测RNA-seq结果的准确性。结果表明：肾上腺素会改变脂肪细胞中基因的表达模式,引起128个基因显著上调,93个基因显著下调,其中游离脂肪酸受体4(FFAR4)基因上调倍数最大,为4.63倍。对差异表达基因进行GO功能注释,在分子功能注释分析中有8个条目显著富集,在生物过程注释分析中有128个条目显著富集,在细胞组分注释分析中无显著富集的条目。对差异基因进行KEGG信号通路富集分析,仅神经活性配体-受体相互作用通路被富集。说明肾上腺素可以改变脂肪细胞原有的代谢模式,与脂肪酸代谢和糖原合成等相关的基因发生了显著变化,同时细胞内外的信号转导也发生了改变。     

桑叶育和人工饲料育家蚕蛹期转录组的差异分析

用人工饲料饲养的家蚕存在生长发育状况差、产丝量低、造卵数少、活力弱等问题.为解析造成这些问题的分子机制,采用高通量测序的方法,比较桑叶育和人工饲料育家蚕化蛹第3天雌雄蛹的转录组差异.结果显示,与人工饲料育家蚕相比,桑叶育家蚕雌蛹中共鉴定出61个差异表达基因,其中45个基因上调表达,16个基因下调表达;雄蛹中共鉴定出227个差异表达基因,其中134个基因上调表达,93个基因下调表达.结合GO分析和KEGG通路分析,发现雌蛹中差异表达基因显著富集在细胞色素P450对外源物质代谢的通路,而雄蛹中差异表达基因主要富集在糖胺聚糖降解、糖酵解和糖异生等途径.人工饲料喂养组中雌蛹的谷胱甘肽-S-转移酶基因表达显著下调,可能影响雌蚕体内激素的合成,从而影响生殖;而雄蛹中丙酮酸激酶基因的表达显著下调,可能影响正常的能量代谢,从而导致雄蛾活力不高.     

家蚕成虫雌雄差异的基因表达分析

研究家蚕成虫雌雄差异的基因表达,可为探究家蚕以及鳞翅目昆虫雌雄差异的分子机制提供线索。利用家蚕全基因组芯片检测家蚕成虫雌雄差异基因表达谱,并采用聚类及功能注释对芯片检测结果进行分析。结果显示有11677个基因在家蚕成虫中表达,其中有3312个基因在雄性个体表达上调,4254个在雌性个体表达上调。雌雄个体中表达上调基因的GO分类比较显示这2类基因在分子伴侣调控、电子载体等功能方面差异较大。在雌雄差异基因的功能注释中发现了与性腺特异性、发育繁殖及选择拼接因子等相关的基因。家蚕成虫存在的与雌雄个体特异相关的差异表达基因,可作为家蚕雌雄个体性别相关的生物遗传学标志。