C-型咽侧体抑制素(AST-C)和促前胸腺激素释放激素(PTTH)基因在家蚕脑组织中的时空表达分析

【目的】咽侧体抑制素在昆虫体内具有重要的调控功能。本研究比较了家蚕Bombyx mori C-型咽侧体抑制素(allatostatin C,AST-C)与促前胸腺激素释放激素(prothoracicotropic hormone,PTTH)基因在不同发育阶段家蚕脑组织中转录表达的模式及其在脑组织的表达定位,以期为家蚕AST-C的功能研究提供重要的线索。【方法】利用脑组织芯片数据分析比较AST-C和PTTH基因在家蚕脑组织中的发育表达特征,RT-PCR验证其芯片数据,分析AST-C在不同发育阶段家蚕中枢神经系统中的表达模式,并用全组织包埋原位杂交技术对AST-C和PTTH在脑组织的表达进行定位。【结果】AST-C和PTTH在不同发育阶段家蚕脑组织中有相似的转录表达模式,且都在脑组织外侧一对神经分泌细胞中表达。【结论】AST-C可能与PTTH以相同的转录表达模式共同参与家蚕的变态发育调控。     

家蚕神经肽基因的筛查及成熟肽的预测

神经肽（neuropeptide）是家蚕Bombyx mori体内重要的调控物质。为了充分理解神经肽对家蚕发育的调控, 扩充家蚕神经肽的数量, 本研究利用BLAST的tblastn程序结合OpenOffice软件的查找程序, 基于其他昆虫和无脊椎动物神经肽的同源性和保守的结构特点, 在家蚕基因、理论蛋白质数据库及NCBI中进行全面而系统的基因筛查; 并利用各种在线工具对所筛查到基因和理论蛋白质的结构和成熟肽进行预测分析。结果共获得allatostatin-A （AST-A）, allatostatin-B （AST-B）, allatostatin-C （AST-C）, allatropin (AT), ecdysis-triggering hormone （ETH）, crustacean cardioactive peptide (CCAP)和FMRFamide等31个神经肽基因家族, 包括37个神经肽基因亚家族, 共计44个神经肽基因; 预测出193个成熟的神经肽, 其中73个根据家族同源性预测在C末端发生酰胺化, 而6个被预测在N末端发生了环化, 9个被预测酪氨酸发生了硫酸化。大部分成熟神经肽都具有明显的家族结构特征, 但proctolin, CCAP及CAPA-PK成熟肽结构上与其他昆虫相比有所扩展。结果提示, 家蚕神经和内分泌细胞产生了几乎在所有昆虫中具有的神经肽前体; 进化过程中大部分成熟神经肽的氨基酸序列在种间产生了差异, 但家族特征性基序高度保守。本研究为神经肽功能研究以及神经肽对家蚕发育尤其是蛹期发育调控的研究奠定了基础。     

重组虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ在巴氏毕赤酵母中的表达及纯化

纹捕鸟蛛毒素Ⅰ是从虎纹捕鸟蛛粗毒中分离纯化,具有镇痛活性的肽类神经毒素。对巴氏毕赤酵母生产的重组HWTX-Ⅰ进行多步纯化,首先将分泌到培养上清的rHWTX-Ⅰ进行90％饱和度的（NH₄）₂SO₄沉淀,再用截留分子量3kD的滤膜脱盐,再用CM阳离子交换层析分离,最后用C₁₈反相层析脱盐纯化,真空干燥后得到的rHWTX-Ⅰ经Tricine SDS-PAGE,质谱鉴定,氨基酸组成分析,N-端序列测定及活性鉴定,证明已获得高纯度的重组HWTX-Ⅰ,摇瓶表达量约为80mg/L,约占总分泌量的23.6%,并对摇瓶发酵条件进行了优化,为利用基因工程方法生产HWTX－I的规模化生产及临床应用提供了证据。     

利用SADF法进行家蚕基因组DNA多态性分析

从家蚕品种C108和大造后部丝腺提取的基因组DNA,用PstⅠ酶解后与自己设计的人工接头相连,并用与人工接头序列相匹配的选择性引物进行选择性PCR扩增(selective amplification).扩增产物经琼脂糖电泳检测显示,用SADF法在两品种中能检测到稳定的DNA多态性片段.     

用PCR直接筛选和鉴定虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ的重组阳性克隆

以合成的两段插入序列为上、下游引物用PCR法直接筛选插入有虎纹捕鸟蛛毒素Ⅰ（HWTX－Ⅰ）cDNA的重组阳性克隆。并用PCR法快速鉴定重组体中插入片段的正、反连接方向,扩增用引物是以位于克隆位点上游的一段载体序列上游引物,以插入序列为下游引物。对100个单克隆进行了上述两次PCR筛选鉴定,选取2个有靶片段插入并且为正向连接的重组子进行测序,其结果证实了插入片段及其方向的正确性。     

虎纹镇痛活性肽在毕赤酵母中的分泌表达

虎纹镇痛活性肽HWAP-Ⅰ是从虎纹捕鸟蛛初毒中分离纯化,具有镇痛活性的多肽类神经毒素.为了在P.pastoris中高效分泌表达HWAP-Ⅰ,依照RT-PCR的结果,人工合成编码虎纹镇痛活性肽的基因片段,与酵母表达载体pPIC9K重组,构建表达质粒pPIC9K-HWAP-Ⅰ.转化GS115宿主菌后,筛选出整合型His⁺Mut^S表达菌株.经诱导培养后,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)证明HWAP-Ⅰ在毕赤酵母中能有效分泌表达,产物的分子质量为4 ku左右,产量达80 mg/L.体外小鼠输精管阻断实验证实表达产物具有明显的生物活性.     

结合SADF与RAPD标记构建家蚕连锁图

用40个选择性扩增多态性引物和137个随机性扩增多态性引物对家蚕Bombyx mori F₂群体进行分子标记的筛选。获得544个符合遗传分离比的多态性位点,并用Mapmaker软件进行连锁分析。在最小LOD值为4,最大重组值为0.2条件下拆分连锁群,并对处于同一连锁群的位点进行合理排序,计算出位点间的重组值后转换为图谱距离,构建了一个家蚕的分子连锁图。