野蚕黑卵蜂寄主识别利它素的纯化及氨基酸组成分析

针对利它素特殊的物理及化学性质,采用特定的温度分离方法,成功地从野蚕Theophila mandarina和家蚕Bombyx mori的雌蛾性附腺中分别获得了纯度较高的野蚕黑卵蜂Telenomus theophilae寄主识别利它素。对这两种利它素氨基酸组成的分析表明,来自家蚕和野蚕雌蛾性附腺的利它素在氨基酸的组成和含量方面非常相似,在检测到的15种氨基酸中,甘氨酸、谷氨酸和天冬氨酸的克分子百分数在10%以上。从家蚕得到的分别为28.1%、18.5%和12.6%。从野蚕得到的分别为24.4%、18.1%和10.1%。这3种氨基酸之和在家蚕和野蚕中均超过50%以上。用凝胰乳蛋白酶对这两种利它素进行水解时发现溶液中均产生非水溶性沉淀,电泳表明沉淀的多肽蛋白分子量在10 Kd左右。这显示在野蚕和家蚕利它素结构中,有着与家蚕丝蛋白相类似的结构,存在着结晶区域（沉淀）和无定形区域（上清）。     

家蚕性附腺发育与核酸及利它素蛋白变化的关系

对不同发育时期家蚕Bombyx mori雌性性附腺核酸和蛋白质含量测定的结果表明, 从家蚕化蛹后第6天到成虫羽化当天的性附腺内总蛋白质含量不断增加,至羽化当天为最高,达860±70 μg/对。不同时期内能引诱野蚕黑卵蜂识别寄主的利它素在总蛋白中所占的比例差异明显,从化蛹后第6天的10%增加到羽化后的58%。性附腺的总RNA含量从化蛹第6天到成虫羽化前1天几乎是直线增加,但羽化后下降很快。不同时期分泌部中总RNA含量变化与贮存部明显不同。含量最高时,分泌部RNA可占整个性附腺RNA的90%以上,而贮存部总RNA含量则远少于分泌部,羽化当天约为分泌部的十分之一。分泌部总RNA中的18S亚基含量远高于28S亚基,明显不同于贮存部的。从分泌部总RNA中分离的mRNA存在明显的条带分布,这预示着高丰度的mRNA的存在与总蛋白中高含量利它素的存在有着特殊对应关系。     

野蚕黑卵蜂寄主识别利它素的cDNA文库构建

根据家蚕性附腺中含有的利它素能诱导野蚕黑卵蜂寄生涂有该利它素的人造卵及能用家蚕卵繁育野蚕黑卵蜂的特性 ,用化蛹 9天的家蚕雌蛹性附腺分泌部的高丰度的mRNA构建了富含利它素基因的cDNA文库。构建成的未扩增文库的滴度为 3.2 9× 10 4 pfu μL ,重组率为 90 .0 5 % ,扩增后的文库总滴度为 1.5 6× 10 7pfu μL。用PCR方法对总文库和随机挑取的噬菌斑进行扩增 ,表明λZiplox载体中已含有大小为 0 .5～ 8.0kb的cDNA插入片段 ,并在 2 .5kb、1.1kb和 0 .75kb处cDNA插入片段相对集中。所有分析结果表明 ,采用特定的发育时期和特定的组织提取的mRNA构建而成的cDNA表达文库具有较高频率的利它素基因片段和合适的滴度 ,定向插入技术并结合λZiplox噬菌体的表达功能 ,使构建的cDNA文库具有表达外源DNA的功能 ,有利于进行利它素基因的免疫筛选。     

家蚕雌性附腺及其Ng突变体的蛋白质组差异研究

家蚕雌蛾性附腺在化蛾前2到3天开始大量分泌胶状粘性蛋白,其贮存部迅速地膨大,而其Ng突变体的雌蛾性附腺不能正常分泌胶状粘性物质.分别对家蚕(Bombyx mori)的正常及Ng突变体雌蛾性附腺分泌部组织的蛋白质进行提取,并采用双向凝胶电泳和计算机辅助分析方法,对提取的蛋白质混合物进行分离和比较分析,并对主要差异表达的蛋白质用质谱鉴定.实验结果表明,用银染法,平均每张电泳图谱可以分离约700个蛋白质点,其中大部分的蛋白质点分布在pH 4～8范围内,其分子质量主要集中在30～70 ku区域.比较分析发现一些差异表达蛋白,其中No2,3蛋白质点经质谱鉴定为肌动蛋白A3,该蛋白质只在化蛹后期正常雌性附腺组织中特异表达,而Ng突变体中肌动蛋白A3的缺失,暗示了肌动蛋白A3可能与家蚕雌性附腺的胶状粘性物质的胞外分泌有关.     

家蚕雌性附腺及其Ng突变体的蛋白质组差异研究(英)

家蚕雌蛾性附腺在化蛾前2到3天开始大量分泌胶状粘性蛋白,其贮存部迅速地膨大,而其Ng突变体的雌蛾性附腺不能正常分泌胶状粘性物质.分别对家蚕（Bombyx mori）的正常及Ng突变体雌蛾性附腺分泌部组织的蛋白质进行提取,并采用双向凝胶电泳和计算机辅助分析方法,对提取的蛋白质混合物进行分离和比较分析,并对主要差异表达的蛋白质用质谱鉴定.实验结果表明,用银染法,平均每张电泳图谱可以分离约700个蛋白质点,其中大部分的蛋白质点分布在pH 4～8 范围内,其分子质量主要集中在30～70 ku区域.比较分析发现一些差异表达蛋白,其中No2, 3蛋白质点经质谱鉴定为肌动蛋白A3,该蛋白质只在化蛹后期正常雌性附腺组织中特异表达,而Ng突变体中肌动蛋白A3的缺失,暗示了肌动蛋白A3可能与家蚕雌性附腺的胶状粘性物质的胞外分泌有关.     

中国野蚕一种强抗病毒蛋白的基因分析和活性鉴定

以最近报道的家蚕抗病毒蛋白基因为线索,从中国野蚕（Bombyx mandarina Moore）中肠内克隆了抗家蚕BmNPV病毒的SP-2 cDNA（GenBank登录号：AY945210）,基因大小855bp,编码284个氨基酸的蛋白质,分子量29．6kD,基因组全长1376bp,包含5个外显子和4个内含子．该基因的表达仅限于中肠,具有组织特异性,在幼虫龄中表达水平较高,而在眠期和熟蚕没有表达．推导其氨基酸序列,发现其C端氨基酸序列与已报道的家蚕相应序列差别较大,有8个氨基酸完全不同．通过体外重组技术,由高效基因表达系统获得大量重组蛋白,发现该蛋白具有很强的抗家蚕BmNPV活性,与家蚕对应的抗病毒蛋白BmSP-2相比,其抗BmNPV活性高1．6倍．初步认为,该蛋白质C端序列差异可能是造成家蚕与野蚕抗病毒活性差别的主要原因．     

家蚕雌性附腺及其Ng突变体蛋白质组双向电泳图谱分析

分别对家蚕(Bombyx mori．L)正常及Ng突变体雌蛾件附腺分泌部组织的蛋白质进行提取,并采用双向凝胶电泳和计算机辅助分析方法,对提取的蛋白质混合物进行分离和比较分析。用银染的方法,平均每张电泳图谱可以分离约700个蛋白质点,其中大部分的蛋白质点分布在pH4～8范围内,在分子量上主要集中在30～70kD区域：比较分析发现,有4种蛋白只在正常性附腺组织中特异表达,而有2种蛋白只在Ng突变体的组织中特异表达。另外约有29种蛋白在正常性附腺分泌部组织中的表达水平明显高于Ng突变,而约有15种蛋白在Ng突变体的分泌部组织中表达水平较高。这些差异蛋白质可能与Ng突变的形成和导致这种突变体的性附腺不能正常分泌粘性蛋白的性状有关。     

家蚕雌性附腺及其Ng突变体蛋白质组双向电泳图谱分析

分别对家蚕（Bombyx mori. L）正常及Ng突变体雌蛾性附腺分泌部组织的蛋白质进行提取,并采用双向凝胶电泳和计算机辅助分析方法,对提取的蛋白质混合物进行分离和比较分析。用银染的方法,平均每张电泳图谱可以分离约700个蛋白质点,其中大部分的蛋白质点分布在pH 4～8范围内,在分子量上主要集中在30～70 kD区域。比较分析发现,有4种蛋白只在正常性附腺组织中特异表达,而有2种蛋白只在Ng突变体的组织中特异表达。另外约有29种蛋白在正常性附腺分泌部组织中的表达水平明显高于Ng突变,而约有15种蛋白在Ng突变体的分泌部组织中表达水平较高。这些差异蛋白质可能与Ng突变的形成和导致这种突变体的性附腺不能正常分泌粘性蛋白的性状有关。     

温度对野蚕黑卵蜂寄主利它素的影响

利它素粗提液或涂利它素粗提液的人造卵经不同温度(25℃、60℃或100℃)处理30 min后进行生物活性测定,发现各温度下利它素仍对野蚕黑卵蜂有很强的引诱活性,其平均反应级数与常温(25℃)相比无明显差异,表现出一般蛋白质所没有的热稳定特性。低温 (4℃、0℃、-20℃或-70℃)同样也能保存粗提液中利它素的生物活性,但发现能引起粗提液发生凝集, 且0℃以下比4℃能产生更多的凝集, 使粗提液中利它素活性组分含量减少,-20℃时,其活性组分的峰面积仅为对照的13.1%,表现出一般蛋白质所没有的低温敏感性,这一发现对利它素的快速、简捷、有效分离具有重要的指导意义。     

烟夜蛾雄蛾性附腺因子对雌蛾性信 息素合成的抑制作用

烟夜蛾Helicoverpa assulta处女蛾在交配后1 h,其性信息素滴度即显著降低,72 h内未见恢复。生测结果表明,烟夜蛾性信息素合成抑制因子主要来源于雄蛾性附腺。不同日龄雄蛾性附腺提取物的抑制活性无显著差异。光暗期对其活性具显著影响,暗期中雄蛾的性附腺物质对雌蛾性信息素合成具有较强抑制作用,而光期中雄蛾的性附腺物质不具抑制活性。在暗期的不同时间处理,对处女蛾性信息素合成的抑制作用无显著差异。雄蛾性附腺提取物对雌蛾性信息素合成的抑制作用与注射剂量有明显的相关性,0.2 ME（雄蛾当量）是产生显著抑制作用的最小剂量。对交配雌蛾注射性信息素生物合成激活神经肽（PBAN）提取物后,其性信息素合成又可恢复,这说明雌蛾交配后,性信息素滴度降低的原因是由于缺少了PBAN的调控。     

Molecular phylogeny of silkmoths reveals the origin of domesticated silkmoth, Bombyx mori from Chinese Bombyx mandarina and paternal inheritance of Antheraea proylei mitochondrial DNA

Molecular phylogeny of some of the economically important silkmoths was derived using three mitochondrial genes, 12S rRNA, 16S rRNA, and COI, and the control region (CR). Maximum likelihood (ML) analyses showed two distinct clades, one consisting of moths from Bombycidae family and the other from Saturniidae family. The mitochondrial CR showed length polymorphisms with indels. The ML analyses for complete mitochondrial genome sequences of Bombyx mori (strains Aojuku, C108, Backokjam, and Xiafang), Japanese and Chinese strains of B. mandarina (Japanese mandarina and Chinese mandarina) and, Antheraea pernyi revealed two distinct clades, one comprising of B. mori strains and the other with B. mandarina, and A. pernyi forming an outgroup. Pairwise distances revealed that all of the strains of B. mori studied are closer to Chinese than to Japanese mandarina. Phylogenetic analyses based on whole mitochondrial genome sequences, the finding of a tandem triplication of a 126bp repeat element only in Japanese mandarina, and chromosome number variation in B. mandarina suggest that B. mori must have shared its recent common ancestor with Chinese mandarina. Another wild species of the Bombycidae family, Theophila religiosa, whose phylogenetic status was not clear, clustered together with the other bombycid moths in the study. Analysis of the interspecific hybrid, A. proylei gave evidence for paternal inheritance of mitochondrial DNA.     

Homologues of fibroin L-chain and P25 of Bombyx mori are present in Dendrolimus spectabilis and Papilio xuthus but not detectable in Antheraea yamamai

Low molecular mass protein components of fibroin, whose electrophoretic patterns before and after the reductive cleavage of disulfide bonds were similar to those of L-chain and P25 of Bombyx mori, were identified in fibroin samples of Bombyx mandarina, Dendrolimus spectabilis and Papilio xuthus but not of Antheraea yamamai. Fibroin of A. yamamai is suggested to form a dimer of H-chain. Full length cDNA sequences were cloned for the homologues of L-chain and P25 from B. mandarina, D. spectabilis and P. xuthus. The deduced sequences of L-chain and P25 of B. mandarina are almost identical to those of B. mori, each containing a single amino acid change. Homologues of L-chain and P25 of D. spectabilis and P. xuthus show about 50% overall identity, respectively, with those of B. mori, but essential structural features; i.e. the three Cys residues in an L-chain and the eight Cys residues and one of the potential N-glycosylation sites in P25, are conserved in both species. These results, together with the published results for Galleria mellonella, suggest that the three-components (H-chain, L-chain and P25) complex of fibroin is rather common among Lepidopteran silk-producing insects, in contrast to the H-H dimer type found in the saturnid silkworm.     

cDNA and deduced amino acid sequences of apolipophorin-IIIs from Bombyx mori and Bombyx mandarina

The cDNA sequence for apolipophorin-III from two strains of Bombyx mori (N4 and P50) and the Japanese and Chinese strains of Bombyx mandarina were determined. Both the cDNA and deduced amino acid sequences of the four apolipophorin-IIIs were highly similar (95-98%). The four Bombyx sequences also showed significant similarity to the sequence of apolipophorin-III from another lepidopteran, Manduca sexta (83-84%), particularly in the five amphipathic alpha-helices that are proposed to play a critical role in the binding of apolipophorin-III to lipophorin. In the coding region, the nucleotide sequences for the Chinese strain of B. mandarina and the P50 strain of B. mori were identical, supporting the suggestion that P50 is the current strain most closely related to the original domesticated strain. The N4 strain of B. mori is more closely related to these two strains than is the Japanese strain of B. mandarina, suggesting that Japanese strain of B. mandarina separated from the Chinese strain of B. mandarina before domestication of B. mori. Arch.     

Mitochondrial genome nucleotide substitution pattern between domesticated silkmoth, Bombyx mori, and its wild ancestors, Chinese Bombyx mandarina and Japanese Bombyx mandarina

Bombyx mori and Bombyx mandarina are morphologically and physiologically similar. In this study, we compared the nucleotide variations in the complete mitochondrial (mt) genomes between the domesticated silkmoth, B. mori, and its wild ancestors, Chinese B. mandarina (ChBm) and Japanese B. mandarina (JaBm). The sequence divergence and transition mutation ratio between B. mori and ChBm are significantly smaller than those observed between B. mori and JaBm. The preference of transition by DNA strands between B. mori and ChBm is consistent with that between B. mori and JaBm, however, the regional variation in nucleotide substitution rate shows a different feature. These results suggest that the ChBm mt genome is not undergoing the same evolutionary process as JaBm, providing evidence for selection on mtDNA. Moreover, investigation of the nucleotide sequence divergence in the A+T-rich region of Bombyx mt genomes also provides evidence for the assumption that the A+T-rich region might not be the fastest evolving region of the mtDNA of insects.     

野桑蚕性信息素结合蛋白基因pbp1、气味受体基因or1和or3的克隆及其与家蚕同源基因的进化分析

昆虫能够特异性识别同类异性。雄蚕蛾对雌蚕蛾感知定位过程中, 性信息素结合蛋白PBP1、气味受体OR1和OR3起重要作用。为研究家蚕Bombyx mori和野桑蚕Bombyx mandarina杂交困难的分子机制, 了解性识别相关基因的进化, 本研究克隆得到了野桑蚕的性信息素结合蛋白基因pbp1（GenBank注册号：GQ246497）和气味受体基因or1（Genank注册号：GQ246496）和or3（GenBank注册号：GQ246498）。序列分析发现, 家蚕与野桑蚕相比, pbp1基因存在4个SNP位点, 分别为C10A, A40T, T270C和A333G, 其中2个SNP位点引起氨基酸的改变, 分别为Q→K和N→Y; or1基因存在5个SNP位点, 分别为T910C, A1147C, A1192T, T1276C和G1282A, 其中1个SNP位点引起氨基酸F→L的改变; or3基因存在4个SNP位点, 分别为A507G, A513G, T605C和G672A, 其中1个SNP位点引起氨基酸I→T的改变。3个基因的遗传距离很近, 进化速率也很慢。氨基酸的分子量和等电点有细微差异或无差异。PHD预测的二级结构表明, 变异位点对附近区域的结构没有任何影响, 功能位点也没有变化。推测家蚕与野桑蚕之间, 这些基因功能可能没有差异, 即二者的雌雄性个体间可以相互感知、识别, 这与实验观察结果一致。     

野桑蚕、蓖麻蚕及家蚕基因组的RFLP分析

以家蚕Bombyx mori丝素重链基因、丝胶基因1和胰凝乳蛋白酶抑制因子13基因为探针,对野桑蚕B.mandarina、蓖麻蚕Philosamia cynthia ricini和家蚕B.mori基因组DNA进行限制性片段长度多态性分析。结果发现,在野桑蚕、蓖麻蚕基因组中存在着家蚕丝素重链基因、丝胶基因1的同源序列,而在中日野桑蚕以及蓖麻蚕品种间存在着限制性酶切位点差异;丝胶基因1在中国野桑蚕基因组的EcoRⅠ酶切图谱较日本野桑蚕与家蚕更为一致,表明家蚕与中国野桑蚕亲缘关系更近。此外,在野桑蚕基因组中发现了家蚕胰凝乳蛋白酶抑制因子13基因的同源序列,并且在家蚕品种间以及中日野桑蚕之间也存在着多态性。这些结果表明不同绢丝昆虫在适应生存环境的进化过程中,基因组发生了结构改变。     

基于amy基因的中国野桑蚕遗传多样性及其与家蚕的系统发育关系

为探索中国野桑蚕Bombyx mandarina的遗传多样性及其与家蚕B. mori的系统发育关系, 采用PCR产物直接测序法（少数样本克隆测序）获得34个家蚕和野桑蚕样本淀粉酶基因amy序列片段（715 bp）。分析发现56个多态性位点, 鉴定出28种单倍型（haplotype）; 核苷酸多样性π=0.01390±0.00103, 单倍型多样度Hd=0.988±0.011。核苷酸不配对分析（mismatch analysis）和Fu’s Fs 检测表明中国野桑蚕曾发生过种群扩张。分子方差分析（AMOVA）表明, 遗野桑蚕传差异主要在种群内, 种群间和地理组群间差异不显著。聚类树上34个样本聚为3枝/3蔟, 野蚕和家蚕都不按地理区域或系统（类型）聚类, A枝由来自不同地区的野蚕和不同类型的家蚕混合构成, 并且进一步分成3个亚枝, 每一亚枝也同时包含家蚕和野蚕, B枝由3个家蚕和1个野蚕混合构成, C枝全部由来自不同地区的野蚕构成。网络分析没有发现“祖先单倍型”和优势单倍型。结果提示, 淀粉酶基因是一个多态性丰富的分子标记, 中国野桑蚕遗传多样性十分丰富, 据此推测家蚕起源于多种生态类型混杂的野桑蚕。