饥饿胁迫下家蚕5龄起蚕中的蛋白表达谱及 BmLp-c 6的转录分析

【目的】分析家蚕Bombyx mori受饥饿胁迫后的蛋白质谱变化,探索其耐受饥饿的机理。【方法】以家蚕品种932为实验材料,利用双向电泳和质谱技术检测5龄起蚕经过24 h饥饿胁迫的蛋白质谱差异变化,利用荧光定量PCR技术分析BmLp-c 6的转录表达。【结果】经比对饥饿蚕和正常取食蚕的血淋巴蛋白谱,饥饿蚕有62个特异蛋白点。蛋白点的等电点在4.22~6.98之间,分子量分布在20.81～144.69 kDa间。选取只在饥饿时出现的特异蛋白点No. 7111进行质谱鉴定,根据其氨基酸序列进行引物设计,获得了目的基因BmLp-c 6,经与载体pET-21d(+)连接重组后,成功获得诱导表达。经实时荧光定量PCR分析,当5龄起蚕受到饥饿胁迫影响时,BmLp-c 6基因在血淋巴中大量转录表达,但在中肠中的转录表达水平却极低。【结论】家蚕5龄起蚕在饥饿胁迫下,血淋巴中的蛋白质谱发生变化,BmLp-c 6会大量转录表达。     

家蚕抗BmNPV品系与感性品系血淋巴液蛋白质组的差异分析

利用遗传学的原理, 通过杂交和回交的方法, 建立家蚕抗BmNPV、感BmNPV以及近等基因系模型, 利用2-D电泳和MALDI TOF/TOF MS质谱技术, 从蛋白质组水平上研究家蚕对BmNPV抵抗性。其结果是获得家蚕高抗NB, 高感306, 近等基因系BC8五龄起蚕血淋巴液蛋白质差异表达谱, 分别获得180、190、187个蛋白点, 其中80%的蛋白点集中在等电点5~9范围之内。从三块凝胶上共获得明显差异蛋白点12个, 由质谱鉴定出5种蛋白, 其中氨基酰化酶(Aminoacylase)仅出现在抗性品系NB、近等基因系图谱中, 感性品系没有出现, 初步推测是家蚕抗BmNPV特有蛋白, 这是首次报道结果。     

家蚕抗BmNPV品系与感性品系血淋巴液蛋白质组的差异分析

利用遗传学的原理, 通过杂交和回交的方法, 建立家蚕抗BmNPV、感BmNPV以及近等基因系模型, 利用2-D电泳和MALDI TOF/TOF MS质谱技术, 从蛋白质组水平上研究家蚕对BmNPV抵抗性。其结果是获得家蚕高抗NB, 高感306, 近等基因系BC8五龄起蚕血淋巴液蛋白质差异表达谱, 分别获得180、190、187个蛋白点, 其中80%的蛋白点集中在等电点5~9范围之内。从三块凝胶上共获得明显差异蛋白点12个, 由质谱鉴定出5种蛋白, 其中氨基酰化酶(Aminoacylase)仅出现在抗性品系NB、近等基因系图谱中, 感性品系没有出现, 初步推测是家蚕抗BmNPV特有蛋白, 这是首次报道结果。     

家蚕中肠组织抗核型多角体病毒病的相关蛋白分析

家蚕中肠上皮是病毒经口侵入遇到的第一个组织。昆虫幼虫抵御杆状病毒的感染,可通过选择性的使感染的中肠上皮细胞发生调亡并在释放病毒粒子进入血淋巴之前使感染的细胞从中肠脱落。为研究家蚕抗核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, BmNPV)病的机制,通过对BmNPV高度抗性和高度敏感性的家蚕品系杂交和回交构建了近等基因系。本文对家蚕高抗,敏感及近等基因系5龄起蚕中肠组织的蛋白质表达谱进行了二维电泳 (two-dimensional gel electrophoresis,2-DE) 分析,并利用基质辅助激光解吸电离飞行时间 (matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight, MALDI-TOF) 质谱对差异蛋白进行鉴定。结果发现了5个差异表达的蛋白。推测这些蛋白可能与家蚕中肠对BmNPV的抗性或感性有关。     

溴氰菊酯胁迫下小菜蛾幼虫体内差异表达蛋白的分析

小菜蛾Plutella xylostella L.是世界性十字花科蔬菜的主要害虫, 已对多种杀虫剂产生抗性, 其中以对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性发展最快。溴氰菊酯是拟除虫菊酯杀虫剂中杀虫毒力最强的品种。我们前期的研究发现, 小菜蛾溴氰菊酯敏感品系（DS）和抗性品系（DR）成虫期的蛋白质双向电泳(2-DE)图谱存在显著差异。本研究通过双向电泳技术从小菜蛾4龄幼虫中分离出89个有明显差异的蛋白点, 从中选出30个进行串联质谱(MALDI-TOF-MS)实验, 并利用蛋白质数据库检索这些在抗性品系中表达而在敏感品系中不表达或者不同品系中差异表达的蛋白质的归属、 性质和功能, 最终成功鉴定出10个蛋白。对其中的3个基因进行了荧光定量PCR验证, 发现这些蛋白质在mRNA水平的表达与在蛋白水平的表达是一致的。这些在溴氰菊酯胁迫下差异表达的蛋白为研究溴氰菊酯的作用靶标和作用机理, 以及筛选与其抗性相关的蛋白质提供了依据。     

Q型烟粉虱UDP-糖基转移酶UGT354A1基因克隆及其在噻虫嗪抗性中的作用

【目的】UDP-糖基转移酶（UGTs）是昆虫主要的Ⅱ期解毒酶,可能参与昆虫抗药性的形成。本研究旨在探究Q型烟粉虱中UGT基因是否参与其对噻虫嗪的抗药性。【方法】依据烟粉虱基因组数据库设计引物,克隆其UGT354A1基因的全长序列;采用qRT-PCR技术检测UGT354A1基因在烟粉虱不同发育阶段、不同组织部位以及抗敏品系中的表达量;通过RNA干扰试验,验证UGT354A1基因在烟粉虱噻虫嗪抗性中的作用。【结果】序列生物信息学分析发现,UGT354A1基因属于典型的昆虫UGTs,包括两个糖基供体（DBR1和DBR2）和一个保守特征性基序。qRT-PCR结果显示,UGT354A1基因在噻虫嗪抗性品系（THQR）中的表达量为敏感品系（THQS）的2.60倍,且噻虫嗪可显著诱导该基因的表达。在不同发育阶段和组织部位中,发现UGT354A1基因在烟粉虱若虫和成虫阶段及头部和胸部表达丰富。RNAi后,沉默UGT354A1基因能够显著增加噻虫嗪对Q型烟粉虱的毒杀作用。【结论】UGT354A1基因在Q型烟粉虱中对噻虫嗪具有重要的解毒作用,可能参与了抗性的形成。     

异源表达的幽门螺杆菌cag4蛋白有溶菌糖基转移酶活性

摘要【目的】构建融合基因原核表达载体pET-28a- cag4,并表达重组融合蛋白cag4,分析重组融合蛋白的酶活性,为新型抗生素（或是抗菌药物）的研发提供作用靶位。【方法】本研究利用PCR技术从幽门螺杆菌NCTC11637中克隆了cag4基因;经T-A克隆,酶切鉴定,构建了原核表达载体pET-28a- cag4;经测序鉴定正确后,转化进入大肠埃希菌 BL21(DE3)进行异源表达。利用IPTG体外诱导后,经SDS-PAGE和Western Bolt鉴定目的蛋白表达后,采用Ni2＋-NTA柱在变性条件下纯化目的蛋白,并对重组蛋白进行透析复性处理。将SDS煮沸法获得的溶壁微球菌肽聚糖掺入SDS-PAGE作为底物,进行酶谱分析。【结果】在大肠埃希菌 BL21(DE3)中获得高效表达的重组蛋白; 经SDS-PAGE和Western Bolt鉴定表达后,采用Ni2＋-NTA柱在变性条件下纯化,并进行透析复性处理。将SDS煮沸法获得的溶壁微球菌肽聚糖掺入SDS-PAGE作为底物,进行酶谱分析,表明目的蛋白具有明显的肽聚糖水解活性; 通过监测浊度下降速率,比较其在不同pH条件下活性的变化,即?A/（min?mg protein）,结果表明,幽门螺杆菌cag4蛋白具有溶菌糖基转移酶活性。【结论】幽门螺杆菌cag4蛋白具有溶菌糖基转移酶活性。     

葱蝇非滞育与夏滞育蛹蛋白的双向凝胶电泳比较分析

【目的】比较分析葱蝇Delia antiqua非滞育与夏滞育蛹的蛋白表达差异, 为进一步揭示昆虫滞育的分子调控机理和昆虫防治提供理论基础。【方法】以非滞育和夏滞育的蛹为材料, 提取总蛋白; 进行双向凝胶电泳和凝胶图像分析, 对并差异蛋白质进行MALDI-TOF MS质谱鉴定, 获得该点的质量指纹图谱; 利用MASCOT软件在NCBI和SWISS PORT蛋白质数据库中进行搜索鉴定。【结果】非滞育和夏滞育蛹的蛋白表达存在显著差异。通过质谱鉴定和生物信息学分析, 13个差异表达的蛋白质分别为胶原蛋白、 纺锤丝组装非正常蛋白6(SAS6)、 5,10-亚甲基四氢叶酸合成酶(MTHFS)、 Bnb蛋白(bangles and beads)及其他功能未知蛋白。【结论】葱蝇在夏滞育时期, 蛹体内的某些蛋白被上调或下调表达。本研究所鉴定的蛋白中, 部分可能是参与滞育相关的蛋白质网络中的成员, 它们可能在抗高温、 染色体分离、 叶酸代谢等生理过程中发挥重要作用。     

细菌感染对家蚕DNA甲基化与组蛋白乙酰化相关基因表达的影响

【目的】探讨DNA甲基化及组蛋白乙酰化是否参与家蚕 Bombyx mori 免疫反应的调控。【方法】对家蚕与其他生物的DNA甲基转移酶 (DNMT)、组蛋白去乙酰化酶（HDAC）与组蛋白乙酰转移酶（HAT）的蛋白序列进行系统进化分析;利用定量PCR检测家蚕5龄第3天幼虫感染病原菌绿脓杆菌 Pseudomonas aeruginosa 和金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus 后 BmDNMT 1, BmHDACI-1, BmHDACI-2和 BmHAT 1在家蚕脂肪体组织中的表达变化;给家蚕5龄第2天幼虫注射DNMT, HDAC和HAT抑制剂,观察它们对家蚕感染细菌后的存活率的影响。【结果】系统进化分析显示,BmDNMT1在进化上呈现特殊性,独立于其他昆虫DNMT1的进化,而BmHDACs和BmHAT在进化上相对保守。定量PCR检测表明,在两种细菌感染后,BmDNMT1, BmHDACs 和 BmHAT1 在家蚕幼虫脂肪体中的表达水平均有不同程度的上升。然而,DNMT, HDAC和HAT抑制剂对家蚕幼虫感染细菌后的存活率并无明显影响。【结论】本研究发现感染绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌后,家蚕幼虫脂肪体中 BmDNMT1, BmHDACs 和 BmHAT1 的表达水平有不同程度的上调,推测DNA甲基化和组蛋白乙酰化/去乙酰化可能参与家蚕免疫反应的调控。     

家蚕浓核病毒中国株非结构蛋白1(NS1)的表达

利用PCR技术扩增出BmDNV-3 NS1基因,将目的基因与原核表达载体pET-30a进行连接,转化BL21 star菌并在该菌中表达,经Western blot鉴定表达的产物为BmDNV-3 NS1蛋白,纯化NS1蛋白并制备兔多克隆抗体.同时BmDNV-3 NS1基因亚克隆到杆状病毒转移载体pFastBae-HTb-eGFP中,转化BmDH10BAC感受态细胞,提取的重组Bacmid通过脂质体包埋转染家蚕BmN细胞,再以收获的重组病毒感染家蚕幼虫.家蚕BmN细胞和幼虫感染重组病毒2d后均观察到绿色荧光,经SDS-PAGE分析真核表达的产物与预测的NS1-eGFP融合蛋白大小不一致,说明NS1-eGFP融合蛋白被昆虫内源性的蛋白酶降解.降解的产物用NS1蛋白抗体进行Western blot鉴定为BmDNV-3 NS1蛋白.     

家蚕羧酸酯酶基因克隆及差异表达

家蚕浓核病毒 (Bombyx mori densonucleosis virus,BmDNV)是蚕业生产上危害比较严重的一类病毒。用完全抗浓核病中国镇江株(BmDNV-Z)的家蚕品系秋丰、感性品系华八及以华八为轮回亲本回交8代和自交8代构建的近等基因系BC₈为材料,采用mRNA荧光差显技术首次分离克隆了家蚕羧酸酯酶（B. mori carboxylesterase,BmCarE）基因全长cDNA,并用实时荧光定量PCR检测了添毒后12 h、36 h、72 h BmCarE在感、抗BmDNV-Z家蚕品系中肠内的表达差异。结果表明： （1）添毒后12 h不同品系家蚕中肠BmCarE表达差异最大,抗性品系BC₈和秋丰分别是感性品系华八的17.714倍和3.602倍,三者彼此间的差异达到极显著水平;（2）同一品系添毒后12 h与添清水后12 h BmCarE表达也有较大差异, BC₈添毒是BC₈添清水的15.08倍, 秋丰添毒是秋丰添清水的3.39倍, 差异达到极显著水平,而华八添毒和添清水的BmCarE表达量均低,二者差异不显著;（3）同一品系添毒后不同时间BmCarE表达也有较大差异, BC₈和秋丰添毒后12 h BmCarE表达量最高,显著高于各自添毒后36 h和72 h表达水平,而添毒后36 h与72 h表达无显著差异;华八添毒后12 h、36 h和72 h,BmCarE表达无显著差异。上述结果提示羧酸酯酶基因可能与家蚕抗浓核病毒有一定关系。     

Transgenic breeding of anti-Bombyx mori L. nuclear polyhedrosis virus silkworm Bombyx mori

Silkworm strains resistant to Bombyx mori L. nuclear polyhedrosis virus were obtained through transgenic experiments. piggyBac transposon with an A3 promoter were randomly inserted into the silkworm, driving the enhanced green fluorescent protein (EGFP) reporter gene into the silkworm genome. Polymerase chain reaction results verified the insertion of the extraneous EGFP gene, and fluorescence microscopy showed that the EGFP was expressed in the midgut tissue. The morbidity ratio of the nuclear polyhedrosis decreased from 90% in the original silkworm strain to 66.7% in the transgenic silkworm strain. Compared with the resistance to the Bombyx mori L. nuclear polyhedrosis virus in the Qiufeng strain, which is commonly used in the production, there was an increase of 33 centesimal points in the transgenic silkworms. The antivirotic character in the Chunhua x Qiuyue strain, which was bred from a different transgenic family, was about 10 centesimal points higher than that in the Qiufeng x Baiyu, another crossbreed used in production. Our results indicated a good application value of the transposon-inserted mutation in the breeding of anti-BmNPV silkworm strain.     

Proteomic analysis of nucleopolyhedrovirus infection resistance in the silkworm, Bombyx mori (Lepidoptera: Bombycidae)

Silkworm hemolymph is an important defense tissue to resist bacteria and virus infections. To study the response of silkworm hemolymph in the resistance of Bombyx mori L. nucleopolyhedrovirus (BmNPV), we constructed a near-isogenic silkworm line with BmNPV resistance using highly resistant and highly susceptible parental strains. In this paper, two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) and Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI)-mass spectrometry were employed to investigate the differences of protein patterns in the hemolymph of the highly resistant, highly susceptible and near-isogenic silkworm strains after BmNPV was administrated to the larvae. A comparison between the proteomes of these three silkworm strains led us to identify two differentially expressed proteins, beta-N-acetylglucosaminidase 2 and aminoacylase. The expression levels of these proteins were higher in the BmNPV resistant strains.     

Proteome of a methicillin-resistant Staphylococcus aureus clinical strain of sequence type ST398

Proteomics is a powerful tool to analyze the differences in gene expression of bacterial strains. Staphylococcus aureus has long been recognized as an important pathogen in human disease. In order to investigate this pathogen, the proteome of a clinical methicillin-resistant S. aureus (MRSA) strain of the sequence type ST398 was determined using 2-DE. Using 2-DE we obtained a total of 105 spots the MRSA strain. Furthermore in correlation with bioinformatic databases, they allowed accurate identification and characterization of proteins, resulting in 227 identified proteins. There were found proteins related to basic function of the cell, but also proteins related to virulence like catalase, specific of S. aureus species, and proteins related to antibiotic resistance. Proteins associated with antibiotic resistance or virulence factors are related to genomic databases. The most abundant classes identified involved glycolysis, energy production, one-carbon metabolism, and oxidation-reduction process, all of which reflect an active metabolism. These results highlight the importance of proteomics to deepen in the knowledge of protein expression of MRSA strain of the lineage ST398, microorganism with diverse and important resistance mechanisms. With this proteome map we have an essential tool for a better understanding of this pathogen and providing new data for protein databases. This article is part of a Special Issue entitled: Proteomics: The clinical link.     

Proteomic analysis of differentially expressed proteins involved in BmNPV resistance in the fat body of silkworm, Bombyx mori

To investigate the mechanism of nucleopolyhedrovirus resistance of silkworm, we bred a near-isogenic silkworm line, designated BC9, from the parental resistant strain NB and the susceptible strain 306, that is resistant to infection by nucleopolyhedrovirus. Proteomic techniques were employed to search for candidate genes playing a role in the antivirus response, based on differential protein expression profiles in the fat bodies of these strains. Four proteins were identified, two of which are possibly related to energy metabolism, the third one may have a function similar to integrase, and the fourth one is completely novel. Thus, our strategy of the combined use of near-isogenic silkworm line and proteomic techniques is effective for discovering new genes in the antivirus response of insects.     

家蚕浓核病毒 (中国镇江株)在不同感受性宿主体内的复制

家蚕浓核病毒中国镇江株是一株双生浓核病毒(bidensovirus)。其宿主感染后的病症与典型的家蚕浓核病毒(BmDNV-1伊那株)表现相似,病蚕软化,中肠的圆筒型细胞呈浓核症。该病毒的最大特点是基因组中含有二套DNA分子(VD1,VD2),这两种核酸分子以单链( VD1,-VD1, VD2,-VD2)线型方式被分开包装在各自的衣壳蛋白中,成为四种病毒体,而且它自身编码DNA聚合酶。有部分蚕品种对该病毒表现完全抗性,即不发病。分别对敏感性家蚕品种(华八35)和抗性家蚕品种(秋丰d)的幼虫进行经口接种病毒。在接种后,从2h到96h分9个时间点,对中肠组织进行取样。以家蚕细胞质肌动蛋白A3(actinA3)基因作为参比基因,用来标定取样组织细胞数。针对VD1和VD2分别设计特异引物,用荧光定量PCR的方法分别检测各个时间点的样品中的病毒基因组VD1和VD2拷贝数。结果表明:无论是在感性还是在抗性宿主体内,家蚕浓核病毒中国株的基因组VD1和VD2在各时间点拷贝数相近,表现出VD1和VD2是同步复制的;病毒侵入两种宿主中肠的初始量(接种后2h)基本相等,每个细胞约为6~10拷贝数。在敏感性宿主体内病毒感染过程表现为潜伏期,指数增长期,平台期。从接种后2h到12h为病毒潜伏期;12h到36h为指数增长期,倍增时间为1·71h,大约扩增15次;36h到96h为平台期,进入平台期病毒的拷贝数达到20万个。在抗性宿主体内病毒处于一种极低水平的增殖,从添毒后2h的6~10拷贝数到96h的150~200拷贝数,病毒复制倍增时间分别为3h和12h,大约扩增5次。推测家蚕对浓核病毒中国株的抗病性,只是一种慢性的带毒不发病的表现。