家蚕第12连锁群EST-SSR标记的筛选和分析

为了探究家蚕Bombyx mori EST-SSR标记的多态性, 对检索获得的家蚕第12连锁群的4 465条EST序列进行了分析, 整理和拼接后得到581条非冗余EST序列, 总长度约为480 kb。其中, 有122条序列中共检测到154个EST-SSR, 占所研究的EST序列的2.73%, 平均每3.12 kb 含有一个EST-SSR。在所检测的EST-SSR中, 三核苷酸和四核苷酸重复是主导类型, 分别占总数的36.36%和28.57%,大部分表现为Perfect形式; 核苷酸重复平均长度约为16.2 bp, 最长为30 bp。进一步进行同源性分析, 发现有26条序列可以在NCBI中检索到同源序列, 在这些序列中一共含有40个SSR, 其中14个(35.0%)位于5′-UTR, 11个(27.5%)位于3′-UTR, 15个(37.5%)位于CDS区。根据筛选到的微卫星序列设计11对引物, 其中8对引物有扩增产物, 且条带清晰; 应用引物ES1204对8个家蚕品种进行PCR扩增都呈现多态性。结果说明通过家蚕EST数据库发掘SSR标记是一条可行的途径。     

白粉病菌诱导的小麦表达序列标签(EST)研究(英)

白粉病是我国小麦的主要病害之一。尝试用表达序列标签 (expressedsequencetags,EST)技术 ,研究了经白粉病菌诱导后的小麦基因表达。从构建的普通cDNA文库中随机挑取约 15 0 0个阳性克隆并进行测序 ,获不重复ESTs序列 387条。不重复序列均获GenBank的存储号。其中 4 9.4 %的序列与已知基因同源 ,196条序列功能未知 ,84条序列为新ESTs。将不重复序列制备成高密度点阵膜 ,用差示杂交法筛选到几个抗病相关序列。     

家蚕3-羟酰辅酶A脱氢酶基因全长cDNA克隆及其在质型多角体病毒感染家蚕的差异表达

家蚕质型多角体病毒(Bombyx mori cytoplasmic polyhedrosis virus,BmCPV)是家蚕的重要病毒病原之一,往往给养蚕业生产造成极大危害。我们以前的研究运用基因芯片技术在感染质型多角体病毒的家蚕中肠中鉴定出一个差异表达的3-羟酰辅酶A脱氢酶蛋白基因(Bombyx mori3-hydroxyacyl-CoA dehyrogenase protein gene-Bm3HAD)。本研究利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)克隆了该基因,其全长cDNA序列为1168bp,包含一个83bp5’端非翻译区序列(5’-UTR)、一个930bp的开放阅读框(ORF)和一个155bp的3’端非翻译区序列(3’-UTR);基因结构分析发现该基因由5个外显子和4个内含子组成。RT-PCR结果显示该基因在家蚕中肠、脂肪体、血液、丝腺及生殖体中均有表达。荧光定量PCR结果表明该基因在BmCPV感染初期为上调表达,随着病毒感染的进展,该基因的表达水平逐渐降低,并转变为下调表达。研究结果为进一步研究BmCPV对家蚕致病的分子机制提供了有益的信息。     

白粉病菌诱导的小麦表达序列标签(EST)研究

白粉病是我国小麦的主要病害之一.尝试用表达序列标签(expressed sequence tags, EST)技术,研究了经白粉病菌诱导后的小麦基因表达.从构建的普通cDNA文库中随机挑取约1 500个阳性克隆并进行测序, 获不重复ESTs序列387条.不重复序列均获GenBank的存储号.其中49.4%的序列与已知基因同源,196条序列功能未知, 84条序列为新ESTs.将不重复序列制备成高密度点阵膜,用差示杂交法筛选到几个抗病相关序列.     

白粉病菌诱导的小麦表达序列标签（EST）研究

白粉病是我国小麦的主要病害之一,尝试用表达序列标签（expressed sequence tage,EST）技术,研究了经白粉病菌诱导后的小麦基因表达。从构建的普通cDNA库中随机挑取约1500个阳性克隆并进行测序,获不重复ESTs序列387条,不重复序列均获GenBank的存储号,其中49.4%的序列与已知基因同源,196条序列功能未知,84条序列为新ESTs。将不重复序列制备成高密度点阵膜,用差示杂交法筛选到几个抗病相关序列。     

家蚕胚胎期重力相关基因的抑制消减杂交分析

目的：筛选家蚕胚胎期重力相关基因。方法：对模拟失重与正常重力条件下的家蚕胚胎cDNA进行抑制消减杂交（Suppression subtractive hybridization,SSH）,并对模拟失重过程中家蚕胚胎期表达发生变化的基因进行克隆、测序及同源性分析。结果：获得了34个与重力有关的序列标签。在模拟失重条件下有16个基因表达上调,其中15个为未知基因,1个为已知基因,其作用是维持mRNA的稳定性。在模拟失重条件下有18个基因表达下调,其中4个为未知基因,6个为蛋白合成相关基因,3个为基因组contig基因,5个为家蚕est库中功能未知基因。结论：模拟失重环境影响了家蚕胚胎发育期与mRNA稳定性和蛋白质合成相关基因的表达。     

黄瓜抗黑星病相关基因的差异表达分析

以抗黑星病黄瓜材料HX1为试材,接种黑星病菌（Cladosporium cucumerinum）2h、8h、20h、32h和72h的叶片作为试验方（Tester）,相应的未接种叶片作为对照方（Driver）,利用SSH技术,构建了黑星病菌侵染初期的正向和反向cDNA-SSH文库。用巢式引物PCR检测插入片段,获得了200个阳性克隆,通过测序,除去重复序列,共得到105个Unique ESTs。与非冗余蛋白数据库进行BLASTx比对,结果显示,17条ESTs未找到同源序列,88条非重复序列和已知基因的同源性较高,占全部ESTs序列的83.8%,其中86条ESTs与非冗余蛋白数据库已知功能的蛋白具有高度的相似性。结合高密度点阵膜杂交差异筛选,阳性率为75.0%。经初步分析这些序列的功能,差异表达的ESTs功能涉及能量和基础代谢、信号转导、蛋白和核酸代谢、光合作用及逆境中特异表达的基因等方面。为研究黄瓜抗黑星病基因提供了依据。     

家蚕半乳糖凝集素BmGalectin-4的表达、纯化及性质分析

【目的】鉴定一种新的家蚕Bombyx mori半乳糖凝集素(galectin)基因,分析其序列和结构特征,测定其在微生物感染后的表达变化,分析其重组表达蛋白与微生物及微生物表面多糖分子的结合特性。【方法】利用TBlastN从家蚕基因组数据库中搜索得到一种新的半乳糖凝集素基因,命名为BmGalectin-4。利用生物信息学分析其序列和结构特征,用半定量RT-PCR检测家蚕分别感染病原菌绿脓杆菌Pseudomonas aeruginosa、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和白色念珠菌Candidiasis albicans后BmGalectin-4在不同组织中的表达变化,采用原核表达技术对该基因进行重组表达,并利用亲和层析得到纯化的蛋白。通过ELISA检测BmGalectin-4与细菌和真菌的结合;通过Western blot检测它与多糖的结合。【结果】序列分析显示,BmGalectin-4是一种串联重复型半乳糖凝集素,含有2个糖识别结构域,其结构非常保守。RT-PCR检测表明,BmGalectin-4在家蚕脂肪体、血细胞和中肠中都有表达,且感染细菌和真菌后其表达有显著变化。纯化的重组BmGalectin-4与革兰氏阳性菌、阴性菌和真菌有较强的结合,与微生物表面多糖的结合试验表明其识别有较高的特异性。【结论】BmGalectin-4 是一个典型的串联重复型半乳糖凝集素,可能参与家蚕对病原微生物的免疫防御反应。本研究为进一步研究昆虫中半乳糖凝集素的功能奠定了基础。     

我国科学家在家蚕基因组研究中取得重大成果

由西南农业大学与中科院北京基因组研究所合作的研究论文“家蚕基因组框架图”在近日出版的SCIENCE(306卷5703期)上发表。研究人员在基因组框架图的基础上,通过对家蚕的DNA信息进行分析,共获得了18510个基因,其中97％为新发现的基因,在发现的基因中,有五大类重要功能基因对蚕业发展至关重要。83个基因(包括41个母性基因)参与生长和发育调控;     

家蚕细胞色素P450的基因组学分析

细胞色素P450参与许多基础代谢过程, 确保有机体避免外源复合物对它们的伤害. 将预测的家蚕基因同已知的P450基因进行蛋白质序列比对, 在家蚕基因组中发现86个可能的细胞色素P450基因, 初步将它们归于32个P450亚家族. 通过比较基因组学分析, 发现细胞色素P450基因在果蝇与家蚕中的分布规律具有总体上的相似性, 但在某些P450基因家族中的分布也有差异. 特别是在CYP4A, CYP4C, CYP4D, CYP6A, CYP6AE, CYP6B和CYP9A等7个亚家族中P450s差异分布更明显. 进一步将这些P450基因的DNA序列与家蚕ESTs进行核酸序列比对, 其中49个可能P450基因发现有ESTs证据, 证明了这些基因在转录水平的真实性.     

家蚕保存系统红色卵的遗传分析

用遗传背景清楚的家蚕Bombyx mori红卵（re）、白卵(w-2、pe)、第4褐卵（b-4）的标志基因系统和正常型黑卵系统与我国家蚕基因库保存的20个红色卵系统杂交,进行顺反测验,分析了它们的卵色支配基因及遗传规律。结果发现：①在03-310系统中存在家蚕卵色新突变pink egg,与红卵re 等位,基因符号为re^p,表型特征为：卵淡红色,成虫蛾眼也为淡红色;②6个系统为红卵（re）的纯合系统,还有５个系统除具有re／re基因型外,还具有支配白色卵或浅红色或橙红色卵的突变基因;③２个系统为第4褐卵（b4）的纯合系统; ④6个系统的红褐色卵为母性影响遗传;⑤发现家蚕卵色基因b-4和r-e的互补关系,b-4/b-4 re/re基因型表现为新的卵色——橙黄色。     

家蚕转基因技术中若干因素对转基因效率的影响

建立高效、稳定的家蚕Bombyx mori转基因技术对于推进家蚕功能基因组研究, 解决蚕丝产业重大问题以及向非绢丝产业拓展等具有重要意义。本文在已建立的基于piggyBac的家蚕转基因技术基础上, 探索了多个影响转基因效率的因素。结果显示：以家蚕品种大造 (P50) 为供试材料、pBac［GOI］为供体质粒、pHA4PIG为辅助质粒, 以眼睛和神经组织特异启动子3×p3启动的红色荧光蛋白基因DsRed为报告基因, 在蚕卵产下后2～3 h进行注射,综合效果最佳, 孵化率和转化率分别达到62.7%和34.8%;荧光筛选的最佳时期在胚胎发育第5到第8天;在2 000～8 000 bp之间时, 外源片段的长度对转化率并无太大影响。本研究建立的技术体系, 有望为家蚕功能基因研究、品种分子改良和家蚕生物反应器的开发奠定基础, 并为其他鳞翅目昆虫转基因技术的建立提供参考。     

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。     

基于线粒体COⅠ和NADH-6基因分子检测的中日家蚕和野桑蚕亲缘关系的研究

为了进一步明确家蚕和野桑蚕的亲缘关系,收集了中国和日本的一些家蚕和野桑蚕品种资源,提取了家蚕和野桑蚕的总mRNA,通过RT-PCR克隆了家蚕和野桑蚕线粒体DNA (mtDNA)的细胞色素氧化酶亚基1基因(cytochrome oxidase subunit 1 gene, COⅠ)和NADH-6基因,并制备探针进行了DIG-RFLP检测。结果表明,中国和日本的家蚕与中国野桑蚕的COⅠ和NADH-6基因的DIG-RFLP的分子多态性相同,但与日本野桑蚕存在差异。此结果从线粒体水平证实了中国和日本的家蚕都起源于中国野桑蚕,而不是起源于日本的野桑蚕。     

Maternal allocation of androgens and antagonistic effects of yolk androgens on sons and daughters

Mothers can influence the phenotype of their offspring by adjustingthe quality of their eggs in relation to sex and reproductivevalue of the progeny. Maternal androgens in the eggs of vertebratesmay mediate such adaptive early maternal effects. However, theevolution of early maternal effects mediated by egg androgensmay be constrained by the inability of mothers to differentiallyallocate androgens to eggs with a male or a female if androgenshave different effects on sons and daughters. In this study,we increased the concentration of androgens in the eggs of barnswallows (Hirundo rustica) within the physiological range ofvariation and analyzed the effect on nestling growth and beggingbehavior. Egg androgens increased body size and mass of sonsbut reduced these characters in daughters when compared to twocontrol groups in a repeated-measures analysis of variance ofdata collected at different ages. However, the differentialeffect of androgen on the two sexes was no longer significantwhen the analysis was restricted to the age of 12 days, whenfinal body size is attained. In a second experiment, we testedwhether mothers differentially allocated androgens to eggs withsons rather than daughters while manipulating a paternal secondarysexual character. Androgen concentration did not vary in relationto paternal ornamentation or embryo sex. Hence, antagonisticeffects of egg androgens on sons and daughters may exist inthe very early posthatching life and may constrain the evolutionof adaptive maternal effects because mothers do not differentiallyallocate androgens in relation to embryo sex.     

蓖麻蚕线粒体基因组细胞色素氧化酶亚基Ⅲ的序列及其分子进化分析

测定了蓖麻蚕Samia cynthia ricini线粒体基因组(mtDNA)含完整的细胞色素氧化酶亚基Ⅲ(COX3)、tRNA-Gly和部分的NADH亚基Ⅲ(ND3)基因的DNA片段序列。COX3基因编码框包含789个核苷酸,编码262个氨基酸的蛋白质。通过同源性比较,发现COX3基因的3′端比5′端要保守,其编码的蛋白在C端有两个保守序列存在。COX3的下游为66 bp的tRNA-Gly基因。蓖麻蚕的COX3与家蚕COX3同源性最高,核苷酸和氨基酸序列同源性分别是80.2%和85.6%。根据COX3氨基酸序列进行了12种无脊椎动物的分子进化树分析,认为在采用线粒体基因序列进行分子进化分析时,应该综合考虑物种的繁殖模式及生态特点。     

转植酸酶基因家蚕的制作及表达检测

家蚕Bombyx mori丝腺具有高效合成蛋白质的特性,开发在丝腺特异表达外源蛋白质的生物反应器具有重要的意义。本研究利用piggyBac来源的两种载体pPIGA3GFP和pBac{3×P3-EGFPaf},建立了稳定的家蚕转基因技术体系; 然后,利用一株黑曲霉来源的植酸酶基因,构建了在家蚕后部丝腺特异表达的融合表达载体pBac [3×P3-EGFP+ FibLphyADsRed],注射蚕卵后,在53个G1蛾区中检测到3个有荧光蚕的蛾区。经Southern blot和反向PCR验证,转基因表达盒整合到家蚕染色体上。RT-PCR结果显示,植酸酶基因特异性地在后部丝腺表达,其表达模式与家蚕轻链丝素基因一致。结果表明我们成功获得了在后部丝腺特异表达植酸酶融合蛋白的转基因蚕,这为进一步开发家蚕生物反应器,利用转基因蚕生产各种重组蛋白具有积极的促进作用。     

叉角厉蝽触角转录组及嗅觉相关基因分析

叉角厉蝽Eocanthecona furcellata是一种在生物防治方面有重要作用和潜力的捕食性天敌昆虫,触角是昆虫进行信息交换的重要器官,而嗅觉相关基因则是调控天敌昆虫捕食行为的重要分子基础。为获得叉角厉蝽触角转录组数据库,挖掘叉角厉蝽嗅觉相关基因,本研究利用Illumina高通量测序平台对叉角厉蝽雌雄成虫与5龄若虫触角进行转录组测序。成功构建了叉角厉蝽触角转录组,获得了67 843条unigenes,N50长度为2 300 bp。与七大公共数据库比对注释到27 686条unigenes,其中NR数据库注释最多(33.33%),且与茶翅蝽Halyomorpha halys相似度最高(64.20%)。14 258条注释到GO数据库中,分为生物过程、细胞组分和分子功能3个大类42个亚类;KEGG代谢途径分析表明,7 703条形成282条代谢通路,其中被注释在信号传导通路中的unigenes最多(11.50%)。进一步基因注释分析,鉴定得到134个候选嗅觉相关基因,32个化学感应蛋白基因(Chemosensory protein genes,CSP),10个气味结合蛋白基因(Odorant binding protein genes,OBP),21个气味受体基因(Gustatory receptor genes,GR),48个嗅觉受体基因(Olfactory receptor genes,OR),17个离子型受体基因(Ionotropic receptor genes,IR),6个感觉神经元膜蛋白基因(Sensory neuron membrane protein genes,SNMP)。通过比较叉角厉蝽5龄若虫、雌雄成虫触角转录组,共筛选出7 324个差异表达基因,分析发现5龄若虫与成虫间的差异表达基因较多,雌雄成虫之间差异表达基因较少;利用FPKM值对OBP与CSP基因进行表达量分析发现,大部分OBP与CSP的表达量在雌雄间差异不大,而若虫与成虫相比基因表达量差异较大,除少部分基因在5龄若虫中高表达外,其余大部分基因均在雌雄成虫间高表达。本研究获得了叉角厉蝽触角转录组数据,并鉴定出候选嗅觉相关基因,结果为进一步研究叉角厉蝽的嗅觉感受机制及昆虫化学生态奠定分子基础。     

松毛虫卵期几种寄生蜂的共寄生现象及其对寄生率的影响

松毛虫赤跟蜂 Trichogramma dendrolimi Matsumura 白跗平腹Pseudanastatusalbitarsis Ashmead松毛虫宽缘金小蜂Pachyneuron olitarium(Harig), 松毛虫黑卵蜂 Telenomus dendrolimusi Chu和大蛾卵跳小蜂Ooenvyrtus Kuwanae(Howard)是松毛虫卵期几种主要寄生蜂。通过对上述几种寄生蜂寄生习性的研究表明：赤眼蜂和平腹小蜂不但能寄生新鲜害虫卵,还可以寄生对方已寄生并巳发育1-3天的寄生卵,但羽化串均不高;松毛虫宽缘金小蜂不寄生新鲜害虫卵,专门寄生赤眼蜂寄生后巳发育1-7,天的寄生卵,其中又以赤眼蜂发育3-5天的卵寄生串和羽化率为最高。除赤眼蜂和平腹小蜂可以混合使用外,其它蜂种混用都不同程度地存在相互排挤的现象。如果先让平腹小蜂寄生尔后再让赤眼蜂寄生或先让赤眼蜂寄生,尔后再让跳小蜂或黑卵蜂寄生,能够提高卵块寄生串和充分发挥各自天敌的作用。