分子系统学研究中分子位点数与遗传差异信息可靠性的关系

用桑蚕(包括不同生态地理品种59个及野桑蚕)和桑属植物(包括12个种和2个变种)两类截然不同的材料,探讨了分子系统学研究中RAPD分子位点数与遗传差异信息可靠性间的关系。发现:(1)所分析的位点数多少与所能提供系统信息的量及可靠性之间有明显的关系;(2)当位点数在20以下时,得到的遗传差异的结果极不可靠,随着位点数的增加所提供的信息量及可靠性增加。当位点数超过70个时,所提供的信息可靠性趋于稳定;(3)对桑蚕和桑属植物两种截然不同的材料的分析,均得相似结果。由此推论:在用RAPD进行生物系统学研究中,以分析70个左右位点数为好;这一结论受研究对象的影响小,在其它类似的研究中或许具有一定的参考价值。 Abstract:We studied the correlation between the number of RAPD-loci investigated and the reliability of the information on genetic variation analysis using quite different two-kind materials,silkworms(including 59 geographic varieties of Bombyx mori belonging to different ecotype,as well as Bombyx mandarina M.)and mulberries(including 12 species and 2 varieties).The results showed as follows:(1)There was obvious correlation between the numbers of RAPD-loci investigated and the reliability of the information on genetic variation analysis.(2)The data were not suitable for the genetic variation analysis when the number of RAPD-loci in vestigated was smaller than 20.The more RAPD loci were analyzed,the more accurate genetic diversity would be identified when the number of the locus was varied from 20 to 70.Furthermore,the stable information to be available is shown when the number exceeded 70.(3)The similar regularities mentioned above were observed in both silkworm and mulberry.In order to get reliable information of genetic variation in molecular phylogenetic studies,at least 70 RPD loci would be investigated.And the results obtained in this study might be referential for AFLP and RFLP analysis.     

21世纪丝绸之路新的里程碑

"丝绸之路"以其对人类经济文化发展的伟大贡献而光耀青史,蚕丝业以其华贵高雅的内涵,饮誉中外。2004年12月10日,美国《科学》杂志以4页篇幅刊登了家蚕基因组框架图论文。这是蚕业科学史上里程碑式的成果,也是21世纪丝绸之路的进军号角。2000年6月26日,人类基因组框架图的完成,生物科学步入了基因组时代,酵母、线虫、鼠、果蝇、蚊子、拟南芥、水稻以及许多微生物基因组相继完成,主要农业生物基因组和功能基因组研究,成为国际性竞争热点,家蚕更是备受各国关注。国     

一种家蚕类浓核病毒的组织病理学特征

本文从家蚕病蚕中分离到一种家蚕类浓核病毒（BmDNV-Like）,对它的组织病理学研究表明:该病毒首先寄生家蚕中肠柱状细胞,继而引起其细胞核的膨大和破裂;组织原位杂交结果表明该病毒既能在家蚕中肠柱状细胞中增殖,也能在中肠的杯形细胞中增殖,甚至在感染后期能在家蚕幼虫的大部分组织细胞中感染和增殖。     

家蚕免疫相关基因和信号途径的鉴定和比较分析

家蚕Bombyx mori是一种重要的经济昆虫, 在中国约有5 000年的驯化历史。家蚕分子免疫学方面的最新研究已经初步勾勒出其先天免疫的轮廓。本研究基于更新的家蚕基因组数据, 通过与黑腹果蝇Drosophila melanogaster、冈比亚按蚊Anopheles gambiae、意大利蜜蜂Apis mellifera和赤拟谷盗Tribolium castaneum基因组的比较分析, 鉴定了家蚕21个免疫相关基因家族的218个基因, 其编码产物包括模式识别受体、信号传导因子、效应分子和氧化防御相关的酶类。尽管信号传导因子的序列分化较大, 但系统进化分析显示它们在不同昆虫间呈明显的直系同源关系。相反, 与识别、调制和效应因子相关的基因的序列保守性更高, 但是这些基因家族明显缺乏直系同源基因, 由此推测这些基因是由物种特异的基因复制机制产生的。结果提示家蚕拥有与其他昆虫相同的免疫应答调控的分子机制, 而且家蚕同样可以通过基因复制及其序列分化等方式调节防御策略。     

中国野桑蚕线粒体基因组特征

中国野桑蚕（ChBm）线粒体全基因组序列为15688bp,由13个蛋白编码基因、2个rRNA基因、24个tRNA基因和AT富集区构成,比家蚕和日本野桑蚕（JaBm）线粒体基因组多2个tRNA基因．除COI基因外（含有一个TTAG假想起始密码子）,所有蛋白编码基因含有典型的ATN起始密码子;13个蛋白编码基因中,有11个使用TAA作为终止密码子．除tRNA^Ser（TGA）-like具有四茎环结构外,其他的tRNA具有典型的三叶草结构．ChBm的AT富集区为484bp,短于JaBm和家蚕．系统发育分析表明,ChBm与家蚕的亲缘关系较近,与JaBm的亲缘关系较远．ChBm与家蚕的分化时间约在（1．08±0．18）～（1．41±0．24）百万年前,家蚕和JaBm的分化时间约在（1．53±0．20）～（2．01±0．26）百万年前,ChBm和JaBm的分化时间约在（1．11±0．16）～（1．45±0．21）百万年前．     

家蚕P450基因CYP18A1的克隆、序列分析及转录活性

蜕皮激素对昆虫生长、发育和繁殖有重要调控作用,尤其对蜕皮和变态过程。利用GenBank上登录的蜕皮激素C₂₆羟基化酶候选基因CYP18A1的氨基酸序列对家蚕Bombyx mori全基因组数据库进行BLASTP比对,发现了家蚕直向同源基因(ortholog),其完全编码序列经RT-PCR检测和克隆、测序验证后,再以此为信息探针检索家蚕表达序列标签(expressed sequence tags,EST)数据库进行拼接延伸,获得了一条包括5′非翻译区在内的长度为1 737 bp的cDNA序列,验证结果也表明与电子克隆序列完全一致(GenBank登录号为EF421988,P450命名委员会将其命名为CYP18A1)。该基因的开放阅读框为1 623 bp,编码541个氨基酸,含有包括P450s特征结构域在内的所有昆虫P450基因的5个保守结构域,其推定的分子量为61.67 kD,等电点为 8.54。将该基因cDNA序列与家蚕基因组序列进行比对,结果表明该基因具有6个外显子,5个内含子,外显子／内含子边界符合经典的GT-AG规则。同源性分析也发现家蚕CYP18A1与其他昆虫的直向同源基因具有较高相似性。用RT-PCR方法对家蚕主要发育变态时期与组织进行检测,显示出该基因的转录表达不仅具有时空特异性,而且在表达时期上与已报道的蚕体内蜕皮激素含量变化有紧密的一致性。该研究进一步证实了CYP18A1基因与昆虫体内蜕皮激素代谢平衡相关联。     

氚标记睾丸酮在家蚕体内的吸收和分布

在家蚕Bombyx mori L.的五龄起蚕期,添食氚标记的雄性激素丙酸睾丸酮(代号³H-TP),用液体闪烁谱仪探查五龄期蚕体对³H-TP的吸收与排泄、贮存与分布及雌雄间的差异.结果证明:蚕体对³H-TP的排出率在添食后24小时达峰值,累计吸收率雄性为85.81%、雌性为68%,雌雄间有明显差异.蚕体内务组织器官对³H-TP的吸收也有显著不同,中肠、血液在添食后2小时,脂肪体在72小时、体壁在48小时,其放射活性为最大值,雌雄间均无明显差异;生殖腺则在添食后168小时达峰值,且雄性显著高于雌性;丝腺中相对含量比较稳定,雌雄之间无较大差异.³H-TP在蚕体各组织器官中的贮存与分布表现为:五龄初期(添食后2小时)以中肠和血液最多,共达85%左右;五龄中期(添食后96小时)以性器官最高(28%左右);五龄末期(添食后192小时)性器官中高达34.58%,且雄性(40.4%)显著高于雌性(28.74%).上述研究结果说明,在家蚕五龄起蚕期添食³H-TP,能被蚕儿多量吸收和贮存在体内,其中尤以生殖器官的相对含量最多,雌雄间亦有明显差异.由此表明,雄性激素可能对家蚕具有某种生理活性.     

家蚕不同品系卵巢管数目变异及其与造卵数的关系

选取西南大学家蚕Bombyx mori基因库中157个品系及杂交材料的雌蛾进行解剖和观察,调查了卵巢管数目的多样性,并初步研究了其生物学特性。结果发现,家蚕资源品系大范围存在雌蛾卵巢管数目变异现象。157个品系及其杂交材料中有87个发生了卵巢管数目变异现象,占55.41%,变异类型有11种。不同类品系间卵巢管数目变异率差别显著,其中突变品系的变异率最高,达60.19%;突变系杂交材料的变异率最低,有37.50%。在发生卵巢管数目变异的突变品系中,个体变异率最高达50%,最低为2%。调查部分品系发现,品系内卵巢管数目增加并不见总造卵数一定增加,而单根卵巢管平均造卵数均低于（4,4）正常型。通过对实用型品系21-871和突变系06-051上下世代雌蛾的解剖观察,发现这两个品系的上下代雌蛾卵巢管数目均有相近的变异趋势,提示卵巢管数目变异有遗传性。     

基于RAPD分析的中国野桑蚕和家蚕遗传多样性和系统发育关系研究

对具代表性的中国11个地区的野桑蚕Bombyx mandarina进行了随机引物扩增多态性DNA(RAPD)分析,结果表明：不同地区的野桑蚕的遗传距离较大,最大为0.465(安康-镇江),最小的也有0.209(武汉-合肥);同一地区不同个体野桑蚕的遗传距离也较大,最大为0.318,最小的为0.144。它们均远大于家蚕B.mori品种内个体间的遗传距离(最大为0.068、最小为0.015),甚至超过了家蚕品种间的遗传距离(最大为0.258、最小为0.197)。这表明中国野桑蚕是一个十分混杂的、遗传多样性非常丰富的群体。另外,在大多数情况下野桑蚕的遗传距离表现出与空间距离正相关。遗传距离和系统发育分析结果显示陕西一带的野桑蚕成分复杂,有重要的演化意义。     

家蚕血液胰凝乳蛋白酶抑制剂的多态性分布

家蚕Bombyx mori的胰凝乳蛋白酶抑制剂（chymotrypsin inhibitor,CI）在家蚕发育过程中发挥着重要作用,具有丰富的多态性。为了进一步研究家蚕胰凝乳蛋白酶抑制剂在群体水平上的多态性分布,通过非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,调查了425个家蚕品系的血液胰凝乳蛋白酶抑制剂的分布情况。结果表明,基因Ict-A、Ict-D和Ict-E在所有家蚕品系中存在,暗示它们是家蚕正常生长发育必需的基因; 相反,至少在9个家蚕品系中发现基因Ict-B和Ict-H都没有表达,而这些品系没有明显的生理缺陷。在中国品系和日本品系家蚕之间,胰凝乳蛋白酶抑制剂分布规律基本一致。对52个纯品系家蚕的胰凝乳蛋白酶抑制剂分布进行的聚类分析结果表明,胰凝乳蛋白酶抑制剂分布与其系统、眠性和化性都没有明显的相关性。所以家蚕胰凝乳蛋白酶抑制剂广泛存在于不同家蚕品系中,同时多态性的分布特征也表明其生理功能在进化过程中发生了明显的分化。