家蚕4眠期与5龄期后部丝腺细胞蛋白质组成分析

为探讨家蚕丝腺细胞合成分泌蛋白质过程中有关基因的表达调控机理,采用蛋白质双向电泳和图像分析技术,研究了家蚕4眠期和5龄期后部丝腺细胞的蛋白质组成。在4眠家蚕的后部丝腺细胞中检测到425个蛋白斑点,5龄期随着生长发育的进程,可检测到新的特异蛋白斑点,说明不同的发育时期,后部丝腺细胞的蛋白组成是不一致的。5龄前、中期新增加的特异蛋白斑点可能与丝素蛋白的合成、分泌有关,而5龄后期新增加的特异蛋白斑点可能与丝腺组织的形态变化、细胞的分解凋亡有关。     

家蚕茧丝突变种Nd的丝腺发育形态观察

裸蛹(Nd:25-0.0)其突变性状表现为绢丝腺退化及不能正常吐丝结茧,基因位于与丝素重链同在的第25号染色体的0.0座位。在本研究中,选用Nd-s及大造作为对照,解剖不同发育时期丝腺,经DAPI染色后计数其丝腺细胞数和观察丝腺细胞的发育情况。蚁蚕时期丝腺细胞数的统计结果表明,3个品种的中部丝腺和后部丝腺在细胞数目上并无显著性差异;而在5龄初期,Nd后部丝腺的发育明显比对照发育慢,特别是在长度上;对丝腺细胞核的染色观察发现,5龄期,Nd突变种的中部丝腺的细胞核分裂与对照相比无差异,均呈树突状分裂;而后部丝腺细胞只发生纵向扩展,无正常家蚕丝腺细胞的树突状分裂。对fib-H基因末端序列测序结果表明,该突变在fib-H末端的半胱氨酸位点也没有发生突变。由此认为,该突变种丝腺的退化并不是真正的细胞数减少或者发育过程中萎缩,而是后部丝腺细胞核的分裂过程发生异常从而造成后部丝腺的短小,推测该突变基因与细胞核的分裂有关。     

家蚕后部丝腺细胞数与茧质性状关系的研究

采用OLYMPUS位相差显微镜(10×20)观察计数家蚕后部丝腺细胞数,结果得知:家蚕后部丝腺一侧细胞数在180—260个之间,标准差大多在5—25个之间;不同品种后部丝腺细胞数存在极明显差异;同一品种雌雄间差异不显著,其细胞数的分布属正态分布;同一头家蚕的两条后部丝腺的细胞数,少数个体存在一定的开差。后部丝腺细胞数与茧质性状的线性回归及离回归方差均达到极显著水平;后部丝腺细胞数杂种优势率与茧质件状杂种优势率大多没有显著的相关关系;说明后部丝腺细胞的多少是丝素蛋白产量高低的一个条件,而每个细胞合成、分泌丝素蛋白的能力强弱是产量高低的另一条件。     

三眠蚕诱导剂SM-1对家蚕丝蛋白合成调控机理的研究——Ⅰ.SM—1对~3H-甘氨酸参入丝蛋白速率和对后部丝腺等有关器官的细胞亚显微结构的影响

本文从3H-甘氨酸参入丝心蛋白的速率和某些有关器官的细胞亚显微结构的变化等方面.初步探讨了3眠蚕诱导剂SM—1对家蚕丝蛋白合成的调控机理.试验结果表明:(1)SM—1处理后.对丝腺体的成长有明显的促进作用.同日龄幼虫的后部丝腺干重,处理组较对照组高10倍左右,(2)SM—1处理后,3H-甘氨酸参入丝心蛋白的速率明显增快.最高参入速度比对照组提早3—4天,处理组的参入速度,最高峰时可较对照组高5倍左右;(3)与丝蛋白合成密切有关的一些细胞的亚显微结构发生明显变化.后部丝腺细胞中粗面内质网增加,核糖体和高尔基体明显增多,核的动态变化更为显著,脂肪体中贮存颗粒亦发生有规则的变化.     

三眠蚕诱导剂SM-1对家蚕丝蛋白合成调控机理的研究——Ⅱ.SM-1对后部丝腺DNA合成速率和核酸含量的影响

本文探讨三眼蚕诱导剂SM一1对家蚕丝蛋白合成的调控机理.试验结果表明:(1)sM-1处理后,家蚕后部丝腺DNA中~3H-胸腺嘧啶核苷的参入速率明显增快.SM一1诱导三眠蚕在四龄第2天~3H-胸腺嘧啶核苷的参入量最高,比同时的对照高近1倍;五龄第2天SM—1处理区,在五龄第3天~H-胸腺嘧啶核苷的参入速率有所增快.(2)SM-1诱导的三眠蚕,后丝腺DNA和RNA含量的高峰比对照提前4-6天出现,且其末龄(四龄)DNA和RNA含量的增减趋势与对照末龄(五龄)DNV和RNA含量的增减趋势非常相似.(3)五龄前期用SM一1处理家蚕幼虫,对后丝腺DNA和RNA含量增加具有暂时的促进作用.     

蚕丝的生物合成(下)

4.有关丝蛋白合成的核酸 (1)核酸与茧丝量桑蚕丝物质的生成量与丝腺细胞内核酸含量有密切关系。“产丝能力高的品种,后部丝腺DNA含量远远高于产丝能力低的品种”,“大凡泌丝能力强者,则两类核酸(DNA和RNA)含量均较泌丝弱者为高”。“两类核酸在丝蛋白合成过程中,负有主要使命”(吕鸿声等,1964)。近十多年来,现代分子遗传学的发展进一步证实了上述论断。重松孟等(1973)调查了13个蚕品种后     

家蚕五龄后部丝腺蛋白质构成与茧层量的关系

家蚕 5龄期是后部丝腺细胞大量合成并分泌蚕丝主要成分丝素蛋白的时期 ,对这一时期后部丝腺细胞的蛋白质构成进行研究 ,有利于发现丝腺细胞分泌丝素蛋白有关的功能蛋白质 ,阐明蚕茧高产的机理。采用蛋白质双向电泳和图像分析技术 ,研究发现家蚕同一品种的不同个体 ,或同一个体不同部位的后部丝腺细胞蛋白质的构成基本一致。该结果反映了家蚕同一品种不同个体后部丝腺细胞的新陈代谢水平基本没有差异 ,家蚕品种个体间茧层量差异 ,可能是个体生长发育和后部丝腺细胞数的不同等原因造成 ,而与每一个体后部丝腺细胞的新陈代谢关系不显著。该结果也说明在目前双向电泳技术和染色技术的条件下进行家蚕后部丝腺蛋白质组研究时 ,从家蚕同一品种的任一个体、任一部位提取后部丝腺细胞的蛋白质样品 ,所得的蛋白质双向电泳结果基本相同     

保幼激素和蜕皮激素配合处理对家蚕后部丝腺细胞超微结构的影响

保幼激素和蜕皮激素配合处理对家蚕后部丝腺细胞超微结构的影响牟志美，崔为正，张友英（山东农业大学蚕学专业）近年我们研究了保幼激素类似物（ＪＨＡ）和蜕皮激素（ＭＨ）配合使用对产丝量的影响，发现在５龄前期添食ＭＨ后，再于５龄中期体喷ＪＨＡ，具有显著的增丝作...     

家蚕5龄幼虫不同时期中部丝腺细胞蛋白质双向电泳分析

对5龄家蚕不同发育时期的中部丝腺细胞蛋白质变化进行分析研究,有利于发现与丝胶蛋白分泌有关的功能蛋白质。采用蛋白质双向电泳和图像分析技术,发现同一区段的家蚕中部丝腺细胞在5龄第2天、第4天和熟蚕期的蛋白质组成具有显著差异:中部丝腺前部区段5龄第2天表达的特异性蛋白质斑点有8个,第4天有16个,熟蚕期有24个;中部区段5龄第2天表达的特异性蛋白质斑点有9个,第4天有33个,熟蚕期有30个;后部区段5龄第2天表达的特异性蛋白质斑点有10个,第4天有7个,熟蚕期有25个。     

评述近年蚕丝蛋白形成的新进展(八四年"高级蚕体生理学"期考试题之一及其答案)

家蚕是一种具有高效率利用饲料(主要是桑叶)蛋白质生成丝蛋白的昆虫,它消化吸收桑叶蛋白质后,将其近于1/2用来生成丝物质.从5龄第2日到上簇第二日,是丝腺内大量生成丝物质的期间.为了丝蛋白的生产,要动用全身的代谢系,准备各种必需的工具,遵从一定的程序来进行.所以,一进入5龄期(特别是5龄2日到5日),绢丝腺就急速肥大,核内DNA大量复制,但不伴随细胞分裂,核的分枝状态达到顶点,     

家蚕5龄幼虫后部丝腺细胞酶基因表达的比较分析

基于了解家蚕后部丝腺细胞分泌丝素蛋白基因的表达调控信息,阐明蚕茧高产的机理,根据EST分析结果,分析了家蚕5龄幼虫不同发育时期后部丝腺细胞中酶基因的表达谱特征。发现家蚕5龄幼虫第1天和第5天的生理生化反应涉及氧化还原酶的数量最多,达到30个,转移酶数量达28个,水解酶数量达22个,合成酶数量达12个,裂合酶数量达6个,异构酶数量最少,只有4个。这6种酶基因在家蚕5龄第1天和第5天之间表达差异不大,表达频率超过10次的酶只有细胞色素C氧化酶亚基Ⅰ、细胞色素C氧化酶亚基Ⅲ、S腺苷甲硫氨酸合成酶和肽基脯氨酸顺反异构酶。上述结果暗示家蚕5龄不同时期,丝素蛋白合成能力的差异与酶分子的数量关系不密切。     

保幼激素和蜕皮激素配合使用提高家蚕产丝量的研究

在五龄前期使用ＭＨ后、五龄中期使用ＪＨＡ，五龄发育经过与单独使用ＪＨＡ相似，最大体重、总食下量和总消化量比对照区增加；并能促进丝腺的成熟生长，延缓后部丝腺细胞的解体，茧层量比对照区增加１２．４％─２１．７％，比单独使用ＪＨＡ增加３％─５％；茧层生产效率和转化效率也有不同程度提高。     

家蚕丝素基因表达水平的定量分析

采用实时定量RT-PCR方法,对丝素轻链基因(fib-L)、丝素重链基因(fib-H)、P25基因在家蚕幼虫不同组织和不同发育时期的表达进行了定量分析。结果发现3种丝素基因除主要在5龄幼虫的后部丝腺中表达外,在其它组织如脂肪体和中部丝腺中也有一定程度的表达;在4龄眠期的后部丝腺中3种丝素基因也有一定的表达水平,其中fib-L在这一时期的表达量较高。同时发现在5龄第3天和第5天的后部丝腺中,fib-H、fib-L与P25在mR-NA水平上的摩尔比分别为9∶18∶1和19∶32∶1,推测丝素基因的表达可能具有转录后调控,此结果说明家蚕丝素基因的表达可能具有更加精细的调控机制。     

吲哚丁酸和赤霉素对家蚕后部丝腺谷氨酸—丙酮酸转氨酶活力的影响

就植物激素吲哚丁酸（IBA）和赤霉素（GA_3）对家蚕（Bombyx mori）后部丝腺谷丙转氨酶（GPT）活力和产丝量的影响作了调查和探讨。试验结果表明,在4龄第3日或5龄第1日添食IBA或GA_3,都能提高家蚕5龄期后部丝腺GPT的活力,产丝量也有较大幅度的增加,其中,以3×10~（-5）ppmIBA在4龄3日处理或3×10~（-4）ppmGA_3在5龄1日处理效果最佳,其茧层量分别比对照区提高22％和10％。另外,就这两种植物激素对多丝量品种或少丝量品种的影响差异作了讨论。     

茧层量差异家蚕品种后部丝腺细胞和血液组织的蛋白质表达谱分析

为了研究家蚕茧层量性状的分子调控机制,采用蛋白质双向电泳和图像分析技术,分析了遗传背景基本相同,而结茧性状和茧层量具有明显差异的正常茧、薄皮茧、裸蛹3个家蚕品种的丝腺细胞和血液组织的蛋白质表达与茧层量的关系。结果表明:裸蛹品种的丝腺细胞蛋白斑点与正常茧品种的蛋白斑点的匹配率仅在65%左右,且存在35%左右的特异蛋白斑点,暗示裸蛹性状可能是主效基因控制的微效多基因遗传;3个品种后部丝腺细胞特异蛋白斑点、匹配蛋白斑点按等电点划分的分布规律具有明显差异,而血液组织相应的分布规律非常相似,暗示丝腺细胞中的蛋白及其基因对家蚕茧层量性状的作用要大于血液组织中的蛋白及其基因;正常茧、薄皮茧和裸蛹3个品种后部丝腺细胞中特异蛋白斑点及上调和下调蛋白斑点中,可能分别存在着与家蚕高茧层量性状、结薄皮茧性状以及不结茧性状有关的蛋白质。     

添食不同含氮物质对家蚕产丝量及丝素蛋白基因表达的影响

给家蚕5龄幼虫分别添食大豆蛋白、NH4Cl和尿素后,调查家蚕产丝量的变化,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测蚕体丝腺组织中丝素重链基因(fib H)的表达变化,探究适合用于提高家蚕产丝量的含氮物质。5龄起蚕连续6 d按照0.45 mg/(头·d)的剂量添食尿素后,茧层率比对照组增加15.7%,且幼虫的体质量及丝腺体积都比对照组有所增加;5龄幼虫添食大豆蛋白和NH4Cl后茧层率无明显增加。qRT-PCR检测5龄起蚕按照上述剂量添食尿素120 h后,后部丝腺中fib H的表达量比对照组增加了1.5倍。上述结果再次证实了家蚕5龄幼虫添食尿素后可以增加产丝量,并且表明尿素可以促进蚕体后部丝腺中fib H基因的表达。     

家蚕丝素P25蛋白的多克隆抗体制备与应用

P25蛋白是家蚕(Bombyx mori)丝素蛋白的主要成分之一。根据BmP 25基因ORF序列设计引物,以家蚕5龄第3天丝腺cD NA为模板,RT-PCR扩增获得BmP 25的ORF全长片段。将构建的含BmP 25的原核表达重组质粒转化大肠埃希菌Rosetta(DE3)菌株感受态细胞,对家蚕丝素P25蛋白进行重组表达和纯化,并免疫家兔制备获得多克隆抗体,用于研究家蚕丝腺中P25蛋白的合成和分泌规律。利用制备的多克隆抗体对家蚕品种大造5龄第3天幼虫9个组织的总蛋白质样品进行Western blot检测,结果在中部丝腺和后部丝腺检测到P25蛋白,表明该抗体有较好的特异性。进一步利用此多克隆抗体分别对家蚕5龄第5天幼虫中部丝腺和后部丝腺不同区域进行荧光免疫组化分析,结果在后部丝腺的细胞和腔内观察到明显的荧光信号,而中部丝腺后部的细胞仅有微弱信号,腔内的荧光信号强度随着丝素蛋白的从后向前运输越来越弱,以致在中部丝腺的前部和中部未检测到荧光信号。推测可能是P25蛋白在丝素蛋白从溶胶状态到凝胶状态的转化过程中,被逐步包裹在丝素蛋白聚合物中导致其不能被检测到。利用该多克隆抗体对家蚕不同品种的茧丝蛋白进行Western blot检测,均能获得特异性的杂交条带,表明该抗体还可用于家蚕茧丝及丝制品的分子检测鉴定,为开发丝制品的检测试剂盒提供了条件。     

家蚕丝胶基因研究概况

丝胶是茧丝的重要组成部分,起着胶粘和保护丝素的作用,同时在很多领域有着潜在应用。编码丝胶蛋白的主要有3个丝胶基因Ser1、Ser2和Ser3,都是在中部丝腺中被特异表达。Ser1基因的启动子上游存在3个转录调控位点:SA、SB和SC,转录因子SGF-1和SGF-3分别与SA和SB、SC结合对Ser1基因的表达进行调控。Ser1只在中部丝腺后部的150个细胞中表达,Ser2在5龄起始的时候在所有的中部丝腺细胞中都有表达,后来只在中部丝腺前部表达,而Ser3只存在于中部丝腺中前部。本文从分子生物学角度出发,概述丝胶基因的研究进展以及存在的问题。     

保幼激素和蜕皮激素对家蚕离体后部丝腺吸收核酸和蛋白质标记前体的影响

用后部丝腺离体培养和示踪原子法,研究了保幼激素类似物和植源性蜕皮激素对家蚕后部丝腺吸收核酸和蛋白质标记前体的影响。离体后部丝腺对~3H-胸腺嘧啶核苷、~3H-尿嘧啶和~3H-甘氨酸的吸收活性均受培养液中激素的影响。在本试验培养时间内,总吸收量均以两种激素同时加入高于单种激素加入;在加入其中一种激素时,吸收活性还因供试幼虫发育时期的不同(五龄前期或后期)而表现出相反的趋势;吸收的~3H-甘氨酸参入后部丝腺蛋白质合成的比率,以加入保幼激素类似物时较低,加入蜕皮激素和两种激素同时加入时较高。因此认为,不同发育时期接受过不同内源激素作用了的后部丝腺,在短期的体外条件下对激素的反应是不同的;但五龄任何时期的后部丝腺,均是在两种激素共同作用下,比单种激素作用更有利于核酸和蛋白质的合成。     

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。