家蚕胚后发育中过氧化氢的代谢及其意义

活性氧参与生物体内复杂的代谢过程。本文对它在家蚕个体发育过程中的生物学功能进行了初步探讨。取1岁龄家蚕蛹分别注射H2O2、脱皮激素（Ecdn)、保幼激素（JH）和还原型谷胱苷肽（GSH）,培养,定期取样测定家蚕体内H2O2含量。对家蚕整个幼虫期（Fig.1),尤其是大眠期（Fig.2)、化蛹期（Table1）、蛹期（Fig.3-a,b,c)以及成虫期（Fig.4,Table2)的研究结果表明,家蚕体内H2O2代谢具有如下特点：（1）入眠、化蛹、化蛾和死亡前H2O2含量都显著下降;（2）幼虫期1－3龄H2O2含量逐步下降,4－5龄H2O2含量回升,蛹期和成虫期H2O2含量与4－5龄接近;（3）每个龄期的中期H2O2含量最高;（4）CAT活性与H2O2含量呈负相关变化,前者迟于后者;另外,CAT活性远远大于SOD活性;活性与H2O2含量呈负相关变化,前者迟于后者;另外,CAT活性远远大于SOD活性;（5）Ecdn、GSH处理可以降低家蚕蛹期H2O2含量,并使其提前下降,JH、H2O2处理含量下降,并相应地提早推迟化蛾;（6）成虫期雄蛾H2O2含量、SOD和CAT活性都显著高于同时期雌。家蚕体内H2O2含量的变化与其发育密切相关。H2O2含量下降是变态的信号;家蚕成虫期H2O2在性别上的显著差异是两者在寿命上存在差异的生理机制之一。     

家蚕胚胎发育时期的蛋白质变化及构造分析

采用蛋白质双向电泳技术及蛋白质氨基酸序分析技术,从蛋白质水平研究了家蚕胚胎发育时期的基因表达情况。结果表明,从家蚕临界期胚胎直到点青期胚胎的较长一段时间内,蛋白质的双向电泳图变化不大,匹配蛋白质斑点率达６３．０％,卵特异性蛋白质,３０Ｋ蛋白质的含量很大。     

家蚕胚胎发育中过氧化氢的代谢(英文)

过氧化氢（Ｈ_２Ｏ_２）是生物体内主要的活性氧来源之一。在超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）等的催化作用下,Ｈ_２Ｏ_２。被降解,释放出活性氧。所以,生物个体发育过程中体内Ｈ_２Ｏ_２、ＳＯＤ和ＣＡＴ含量的变化反映着Ｈ_２Ｏ_２的代谢水平。另外,家蚕是蚕卵滞育昆虫,实验设计考虑到了滞育前后可能会有的差别。取产后１０分钟内的卵为供试材料。采用即时浸酸法解除卵滞育。采用比色法和氧电极法测定并比较家蚕胚胎滞育形成与解除过程中过氧化氢的代谢。结果表明：（１）受精初期（０～４ｈ）,Ｈ_２Ｏ_２含量在２．５ｈ时达到峰值（Ｆｉｇ．１）,相应地ＳＯＤ活性处于较高水平,而ＣＡＴ活性处于最低水平（Ｆｉｇ．２）;（２）胚胎发育过程中（即时浸酸解除滞育）,Ｈ_２Ｏ_２含量除１６８～２１６ｈ处于低水平外均显著高于滞育卵（Ｆｉｇ．３）,ＳＯＤ活性分别在７２ｈ、１６８ｈ,形成小大两峰,后期显著高于滞育卵（Ｆｉｇ．４）,而ＣＡＴ活性７２－１９２ｈ保持平稳,随后急剧上升,前期显著低于滞育卵,后期相反（Ｆｉｇ．５）;（３）滞育形成过程中Ｈ_２Ｏ_２水平变化平缓（Ｆｉｇ．６）,ＳＯＤ活性前期剧烈变动,但后期保持平稳（Ｆｉｇ．７）,ＣＡＴ活性逐步升     

家蚕血液过氧化氢酶活力及其与蚕体抗逆性的关系

家蚕召Bombyx mori(L.)血液过氧化氢酶(CAT)活力随发育时期呈现有规律的动态变化。在幼虫期,CAT活力以龄初、龄末较高,而龄中较低;化蛹后,CAT活力迅速上升,至中期达到峰值,随后迅速下降直至羽化。不同性别间CAT活力均以雄性较高;不同蚕品种间CAT活力有很大差异;饲料对CAT活力有一定影响,人工饲料育蚕CAT活力略大于桑叶育的;高温冲击和氟化物添食都能引起CAT活力的显著变化,但变化的幅度因品种、性别、时期和添食剂量而有所不同。研究认为,家蚕血液CAT活力与其发育变态、体内代谢均具有密切关系,逆境条件下CAT活力变化幅度的大小可以作为家蚕抗逆性强弱的一个重要生理指标。     

从形态学不同到基因水平差异: 家蚕与果蝇早期胚胎发育比较

昆虫的分化多样性一直是研究的一个热点, 对家蚕胚胎发育调控机制的研究将有助于加深人们对其他昆虫早期胚胎发育机制的了解。文章综述了鳞翅目昆虫家蚕和双翅目昆虫果蝇的早期胚胎发育在形态学及基因水平的研究结果。通过比较, 发现二者的早期胚胎发育存在较大差异。这一结果不但可以为家蚕胚胎发育调控机制的分子水平研究提供重要参考, 也可为昆虫分化多样性的分子机制研究提供线索。     

不同催青方式对二化性家蚕过氧化氢酶基因表达的影响

25℃明催青和15℃暗催青分别诱导二化性家蚕Bombyx mori 产滞育性卵和非滞育性卵。此前我们的研究表明, 上述催青处理的二化性家蚕H₂O₂水平存在显著差异。过氧化氢酶（catalase, CAT）是昆虫清除H₂O₂的关键酶。为了进一步明确家蚕滞育过程中H₂O₂代谢的调控机制, 用RT-PCR测定了上述两种催青处理对二化性家蚕CAT基因表达的影响。结果表明：25℃明催青显著提高了滞育诱导和决定阶段的CAT mRNA 水平和CAT活性。滞育性卵的CAT mRNA水平在产后24 h形成峰值, 在72 h后消失; CAT活性在96 h前上升, 120 h后保持于低水平。非滞育性卵的CAT mRNA水平和CAT活性都随着胚胎发育而上升。可见, 25℃明催青诱导二化性家蚕子代滞育可能是通过影响CAT基因表达来调节H₂O₂水平。     

家蚕胚胎中胚胎发育因子基因BmEDFG4结构的验证及其结合蛋白的筛选

【目的】本研究旨在通过寻找家蚕Bombyx mori胚胎发育因子(embryonic development factor, EDF)基因BmEDF G-四链体(G-quadruplex, G4)结构的结合蛋白,进一步探究G4结构调控家蚕胚胎发育的可能作用和机制。【方法】通过圆二色谱(circular dichroism, CD)和凝胶迁移实验(electrophoretic mobility shift assay, EMSA)验证G4序列在体外是否形成G4结构;通过启动子活性实验验证BmEDF启动子区G4结构对BmEDF的表达调控的影响;通过qRT-PCR检测BmEDF在家蚕胚胎发育各时期的表达量变化。通过EMSA联合质谱分析可能与BmEDF的G4结构结合的蛋白,然后将与G4结构结合的2个候选蛋白BmeIF4H和BmADDH分别进行基因克隆、表达和纯化,再通过EMSA实验分别验证候选蛋白BmeIF4H和BmADDH与BmEDF的G4结构结合与否。【结果】CD和EMSA实验都证明BmEDF的G4序列在体外可以形成G4结构。启动子活性实验表明BmEDF G4结构的存在对BmEDF转录表达具有正调控的作用。qRT-PCR结果表明BmEDF在产卵后120 h时表达量显著升高。经原核表达纯化,获得BmeIF4H和BmADDH重组蛋白。EMSA实验表明重组蛋白BmeIF4H在体外与BmEDF的G4结构结合,BmADDH不与BmEDF G4结构结合。【结论】家蚕胚胎中的BmeIF4H蛋白可能与BmEDF的G4结构结合。本研究为解析家蚕胚胎发育的DNA高级结构调控机理提供了实验证据。     

家蚕生殖细胞相关基因nanos的克隆表达及在胚胎发育中的表达模式

【目的】探讨nanos基因在家蚕Bombyx mori胚胎发育中的表达模式,为进一步研究该基因在家蚕胚胎发育中的功能奠定基础。【方法】根据本实验室提交到GenBank中家蚕nanos的cDNA序列(登录号EF647589)设计引物,扩增出了一条长684 bp的编码片段,对该片段进行了克隆和表达,亲和纯化表达的蛋白并免疫新西兰大白兔制备抗体。Western blot检测家蚕早期胚胎nanos的表达情况,荧光定量PCR检测nanos在整个家蚕胚胎发育中的表达情况。【结果】克隆并表达了一条长684 bp的编码片段,得到了分子量约33 kD的融合蛋白。用制备的抗血清对家蚕早期胚胎蛋白的Western blot检测表明,nanos在此阶段基本是恒定表达。荧光定量PCR结果显示刚产的卵中nanos的表达量最大,第2天开始急剧下降,此后到第10天表达量几乎没有变化。【结论】本实验克隆的nanos是家蚕中的一个同源物,该基因在家蚕胚胎发育中的表达模式与蜜蜂等有很大的不同,反映了昆虫生殖细胞形成机制的多样性。     

家蚕体内因缺乏维生素B6而引起的若干代谢变动

采用不含桑叶粉末、以去维生素牛乳酪蛋白为蛋白源的准合成饲料饲育家蚕Bombyx mori 5龄幼虫,探讨了缺乏维生素B₆（VB₆）对蚕体氨基酸代谢、脂肪酸代谢以及转氨酶活力的影响。缺乏VB₆引起支链氨基酸分解代谢受阻,幼虫体液中大量积累亮氨酸、缬氨酸和异亮氨酸。同时因绢丝腺发育停滞,丝氨酸也在体液中积累。另一方面,缺乏VB₆幼虫体液中赖氨酸、脯氨酸、精氨酸、甲硫氨酸和谷氨酸含量减少,其中赖氨酸尤为突出。推测缺乏VB₆引起赖氨酸分解代谢亢进。结果还表明,缺乏VB₆幼虫体内脂肪酸代谢异常,谷丙转氨酶活力显著低下。     

石刁柏体细胞胚发生过程中多胺代谢酶和过氧化氢清除酶的活性变化

石刁柏体细胞胚发生过程中精氨酸脱羧酶(ADC)活性变化趋势与内源腐胺的含量变化相同,多胺氧化酶(PAO)活性变化幅度较小.外源腐胺对ADC活性的影响与不作外源腐胺处理的差异不显著性,但促进体细胞胚发生前期的PAO活性,过氧化物酶和过氧化氢酶活性受外源腐胺的影响很小,两者的活性变化与PAO活性变化趋势一致.     

家蚕体内维生素B6的存在形态和转换代谢

采用不含桑叶粉末、以去维生素牛乳酪蛋白为蛋白源的准合成饲料饲育家蚕Bombyx mori幼虫,探讨了家蚕体内维生素B（VB₆）化合物的存在形态和转换代谢途经。随饲料中盐酸吡哆醇（PN-HCl）添加量的增加,幼虫体内吡哆醇(PN)含量相应变化,其次是吡哆醛(PL);而辅酶型磷酸吡哆醛(PLP)和磷酸吡哆胺(PMP)含量存在稳定性。饲料中的吡哆醇以单纯扩散的形式进入体液;体液中的吡哆醇被各种组织吸收后,在各自的吡哆醛激酶和PNP/磷酸吡哆胺氧化酶的作用下,转变成辅酶型磷酸吡哆醛。家蚕不同于哺乳动物,没有特定的辅酶型磷酸吡哆醛形成组织和辅酶型磷酸吡哆醛的转送机制。同时家蚕体内缺乏具储存VB₆功能的辅酶型磷酸吡哆醛结合蛋白,推测这是用缺乏VB₆的饲料饲育各龄起蚕,幼虫当龄死亡的主要原因。     

家蚕胚胎发育时期的RNA干涉研究

通过导入特定基因的dsRNA特异性地关闭该基因的功能,由此产生的现象为RNA干涉.为在家蚕胚胎发育时期建立有效的RNAi技术体系,在前人的基础上以家蚕第三白卵基因Bmwh3为材料,建立了有效的RNAi技术体系,结果表明,成功诱导第三白卵突变表型的有效注射时间为产卵后8 h内,wh3dsRNA的有效浓度须大于2.0 g/L.在发育胚胎的第三天注射wh3dsRNA,同样可诱导第三白卵突变的另一表型——半透明蚁蚕,根据实验结果初步推测,Bmwh3不仅参与眼色素和卵浆液膜色素前体的转运,还可能参与胚胎体壁色素前体的转运.     

家蚕催青前期胚胎蛋白质双向电泳图谱分析

为了探讨家蚕Bombyx mori胚胎蛋白质整体变化,以多化性品种P50为材料,采用蛋白质双向电泳技术及图像分析技术分析了催青前期胚胎（戊₃以前）各个时期蛋白质图谱及其变化情况。研究发现:从临界Ⅱ期（丙_２）胚胎到缩短期(戊₂)胚胎蛋白质双向电泳图谱基本稳定,存在于临界Ⅱ期胚胎的蛋白斑点在催青前期的4个胚胎中消失的个数较少,仅占22.80％,而在催青的最后2个胚胎中消失的蛋白质斑点却占48.18％;在神经沟出现（丁₁）、腹肢突起（丁₂）、上唇突起（戊₁）和缩短期（戊₂）胚胎的双向电泳图谱中能够检测到100个特异蛋白质斑点,这些特异蛋白质斑点大多在随后邻近的胚胎发育中消失,暗示了这些特异蛋白可能与相应胚胎的形体特征发育有关。     

家蚕催青后期胚胎蛋白质双向电泳图谱分析

采用蛋白质双向电泳技术分析了家蚕Bombyx mori催青后期胚胎蛋白质图谱的变化。研究发现: 在头胸分化期（戊₃）、反转期（己₁）、毛瘤发生期（己₂）、点青期（己₃）、转青期（己₄）和孵化期（己₅）胚胎蛋白质的双向电泳图谱中共检测到209个特异蛋白斑点,其中己₃和己₄两个胚胎出现的特异蛋白斑点数在整个催青期胚胎中为最多,分别达55和77个。与催青前期胚胎出现的特异蛋白斑点变化规律相似,这些特异蛋白斑点大多也是在随后邻近的胚胎发育中消失。推测这些特异蛋白可能与相应胚胎的形体特征发育有关。     

蜕皮激素与丝蛋白合成:植源性蜕皮激素对家蚕后部丝腺核酸代谢的影响

给家蚕五龄幼虫添食植源性蜕皮激素(以下简称MH),对后部丝腺的核酸代谢都有直接影响,但由此引起的效应却是复杂的,与添食的时期和剂量以及蚕品种等因素有关。五龄每天低剂量(夏蚕0.5微克/头,春蚕2微克/头)连续添食和前期一次添食(2—4微克/头)对后丝腺RNA的合成都有明显的促进作用,并且RNA含量增长高峰是在五龄中期以后;每天较高剂量连续添食和中期一次添食,都表现为抑制作用。添食MH对后部丝腺DNA合成的影响与RNA的变化不尽一致;在每天0.5微克/头连续添食区表现出强烈的促进作用,而其余各处理区都出现明显的抑制。由此认为MH能直接作用于遗传物质DNA,通过调节有关基因的复制或者转录速度,从而对丝蛋白的生物合成产生某种影响。     

乌龟胚胎发育过程中钙,镁代谢的研究

本文对乌龟胚胎发育过程中钙,镁代谢特征进行了研究。结果表明：卵壳为乌龟胚胎发育提供５４．０７％的钙,１２．２６％的镁：其余的４５．９３％钙,８７．７４％的镁由 卵内容物（卵黄＋卵清）提供。     

家蚕母性基因的表达序列标签分析

为了研究家蚕Bombyx mori卵中储存的母性遗传信息,以未受精的肾脏型和正常型蚕卵为材料构建了cDNA文库,并对其随机测序,共获得391条表达序列标签(EST)序列,经拼接后得到374条非重复序列。生物信息学分析发现,172个非重复序列与国际数据库GenBank和silkbase中的已知基因具有较高的相似性。除3个已知母性基因外,其余主要与DNA复制、能量代谢、信号转导、转录、蛋白质结构以及胚胎发育中个体形成等相关。该结果可为进一步研究家蚕胚胎早期发育的调控提供基础数据。     

大白菜的胚胎发育

大白菜(Brassica campestris ssp.pekinensis)合子伸长后,经不均等分裂而形成二细胞原胚,进而形成三细胞和四细胞原胚以及四分体和八分体原胚。接着进入原胚后期。原胚发育属柳叶菜型荠菜变型。再经过渡期、心形期,鱼雷形期、手杖形期和马蹄形期,以至成熟。同时,还描述了各发育阶段的特点和各主要组织、器官的发生来源,讨论了原胚的划分和胚胎发育规律等问题。     

半夏胚胎发育的研究

半夏的大小孢子发育均属正常类型。只是种子成熟时没有胚的分化,而是形成一个原球茎。生长点的分化过程类似于珠芽的形成。种子发芽时原球茎突出种皮,在生长点下面的细胞,经过分裂,形成一个膨大的结构。根、叶原基的分化是在发芽过程中逐步完成的。