柞蚕蛹解除滞育过程中海藻糖合成酶基因的表达变化

【目的】克隆柞蚕Antheraea pernyi海藻糖合成酶(trehalose-6-phosphate synthase,TPS)基因,并对其进行组织表达分析,探讨该基因在柞蚕滞育蛹解除滞育过程中的表达规律,为阐明柞蚕滞育期间碳水化合物代谢规律与蛹滞育解除的关系提供数据支持。【方法】利用PCR及3'RACE技术从柞蚕幼虫脂肪体组织中克隆得到TPS基因,并进行生物信息学分析;RT-PCR检测该基因在柞蚕幼虫各组织中的表达分布,进一步采用Real-time PCR分析柞蚕滞育蛹解除滞育过程中该基因在脂肪体组织和血淋巴中的表达量变化。【结果】克隆获得柞蚕海藻糖合成酶基因并命名为ApTPS。其开放阅读框长2 487 bp,编码828个氨基酸,蛋白预测分子量为93.19 k D,等电点(p I)4.61;无信号肽,无跨膜区。蛋白质亚细胞定位预测该蛋白定位于细胞质中;蛋白质结构域分析表明,ApTPS有两个保守功能区:TPS(第22-497位氨基酸)和TPP(第532-772位氨基酸)。组织特异性分析表明,ApTPS基因在柞蚕幼虫脂肪体中表达量最高;柞蚕解除滞育过程中,ApTPS在脂肪体和血淋巴中的表达量均有所升高,且显著高于对照组(P0.05),但血淋巴中表达量的升高滞后于脂肪体。【结论】结果提示ApTPS参与了柞蚕蛹滞育中碳水化合物代谢调控并在其中发挥重要作用,与柞蚕蛹滞育解除关系密切。     

柞蚕核型多角体病毒基因表达载体系统的构建与基因表达

柞蚕是一种野外饲养的经济昆虫,主要分布在我国东北部山区。柞蚕以蛹滞育越冬,其蚕蛹个大、容易固定、保存时间长、无须饲养、容易运输等优点。利用柞蚕蛹作为生物反应器生产外来蛋白质,可以大规模机械化生产,减少操作上的烦琐和劳动力。本文利用柞蚕核型多角体病毒(AnpeNPV)作为基因表达载体,在柞蚕培养细胞(AnPe细胞)和柞蚕蛹中成功地表达了β-半乳糖苷酶基因（LacZ）,并利用AnPe细胞筛选、纯化获得了AnpeLacZ重组病毒。该重组病毒的β-半乳糖苷酶产量,在TC-100(含10%FBS)培养的AnPe细胞中最高酶活性为感染后第12天的40.9 units/ml,在SF-900Ⅱ培养的AnPe细胞中最高酶活性为感染后第18天的59.9 units/ml,后者表达量稍高,但时间滞后。AnpeLacZ在5℃保存了7个月的柞蚕蛹中,感染后第15天酶活性达到最高,雌蛹14.3 units/g,雄蛹11.7 units/g,雌蛹比雄蛹略高。结果显示,柞蚕核型多角体病毒和柞蚕蛹可以作为一个可以机械化大规模生产的新型杆状病毒基因表达载体系统开发和利用。     

柞蚕蛹油的提取研究

以柞蚕蛹为原料进行柞蚕蛹油提取的研究。对影响蚕蛹油提取率的因素如:提取溶剂的选择、提取温度、提取时间及提取料液比等条件进行研究,并进行了正交试验。确定了获得最大提取率的条件。即:以石油醚(60~90)作提取剂;提取温度65℃;提取时间为5 h;提取料液比为1:10。并对提制的蚕蛹粗油进行精制,得到透明浅黄色,略带蚕香味的柞蚕蛹油。     

柞蚕核型多角体病毒载体在培养细胞和休眠蛹中的基因表达效果

柞蚕核型多角体病毒（AnpeNPV）作为基因表达载体在柞蚕培养细胞（AnPe细胞）和柞蚕蛹中已经成功地表达出了外来基因,并生产出了大量蛋白质。本文比较了AnpeNPV与苜蓿尺蠖核型多角体病毒(AcMNPV)、家蚕核型多角体病毒(BmNPV)和美国白蛾核型多角体病毒(HycuNPV)基因表达载体在培养细胞和昆虫活体组织内的β-半乳糖苷酶基因表达效果。结果显示,5×105个细胞中β-半乳糖苷酶的最高酶活性分别是AnpeNPV在AnPe细胞为40.9 units/ml （TC-100培养液,FBS10%）和59.9 units/ml（SF-900Ⅱ培养液）,AcMNPV在Sf9细胞为72.4 units/ml（TC-100,FBS10%）和66.4 units/ml（SF-900Ⅱ）、在High5细胞为326 units/ml（EX-CELL 405培养液）,BmNPV在Bm4细胞为15.1 units/ml（TC-100,FBS10%）,HycuNPV在SpIm细胞为68.6 units/ml（SF-900Ⅱ）。活体组织内β-半乳糖苷酶的最高酶活性分别是柞蚕雌蛹为14.3 units/g、雄蛹为11.7 units/g,家蚕幼虫是10.1 units/g。实验证明AnpeNPV/AnPe的外来基因表达水平与AcMNPV/ Sf9和HycuNPV/SpIm相似、比BmNPV/ Bm4高、不及AcMNPV/ High5;AnpeNPV/柞蚕蛹,其雌蛹比BmNPV/家蚕5龄幼虫的外来基因表达效果好、雄蛹与之无明显差异,说明AnpeNPV基因表达载体无论是在培养细胞还是昆虫活体组织中均可与其他NPV基因表达载体相媲美。柞蚕蛹由于可以机械化、大规模地操作,显示对于大量生产蛋白质具有更好的应用前景。     

基于代谢组学的功能性蛹虫草成分研究

对功能性蛹虫草、野生蛹虫草、柞蚕蛹虫草及冬虫夏草的代谢组学进行非靶向成分比较分析,并对功能性蛹虫草的常见生物活性成分进行定量分析。结果表明,功能性蛹虫草共检测出代谢产物成分2 213种,占成分总量的72.67%,其特有成分497种,与冬虫夏草、柞蚕蛹虫草和野生蛹虫草相比具有显著的成分优势。除目前已经报导的部分成分外,还含有丰富的特殊性代谢产物,如灵芝酸、茯苓新酸、人参皂苷、仙茅皂苷、苦玄参苷、黄芪皂苷、金铁锁环肽、王不留行环肽、甾醇、丹酚酸等。常规成分定量分析表明功能性蛹虫草子实体中虫草素和喷司他丁含量均较高,麦角甾醇、SOD酶、维生素E含量均显著高于对照组。大量药物活性物质在蛹虫草代谢产物成分体系中得到表达,对于揭示蛹虫草保健价值的物质基础具有重要意义。     

以柞蚕NPV为载体在柞蚕蛹体内表达外源基因获得成功

辽宁省农科院大连生物技术研究所张春发等人利用柞蚕核型多角体病毒(ApNpV)组建成转移载体,并以此载体携带外源基因(人白细胞介素-4、DE糖蛋白)在草地贪夜蛾Sf9昆虫细胞、柞蚕卵巢细胞以及柞蚕蛹活体中表达成功。实验表明,表达产物的确以非融合蛋白形式出现,从而建立了柞蚕NpV载体—柞蚕蛹活体宿主表达系统。这是继菌苜蓿纹夜蛾核多角体病毒(AcNpV)—Sf9细胞载体表达系统和家蚕核多角体病毒(BmNpV)——家蚕幼虫载体表达系统以后又一个昆虫杆状病毒载体达表系统。由于该系统是利用柞蚕蛹活体为宿主     

柞蚕蛹期灵菌败血病Serratia marcescens C3菌株分离鉴定

以柞蚕(Antheraea pernyi)蛹为替代寄主繁殖白蛾周氏啮小蜂(Chouioia cunea)技术在辽宁、北京、天津、上海、河北、山东等地美国白蛾(Hyphantria cunea)的生物防治中发挥了重要作用。利用柞蚕蛹繁殖白蛾周氏啮小蜂时,柞蚕蛹期软化病是繁蜂的主要障碍。通过对利用柞蚕蛹繁蜂时蛹内组织液化后呈粉红色这一未知软化病的典型症状进行病原细菌的分离和纯化,得到C3菌株。经Biolog系统和16S rRNA序列分析,鉴定C3菌株为灵菌(Serratia marcescens),经过柯赫法则检验,确定灵菌C3菌株是导致柞蚕蛹期灵菌败血病的病原菌。描述了繁蜂时柞蚕蛹期灵菌败血病发病期的认别特征。     

柞蚕卵巢中核酸和蛋白质的分布与含量的变化

本文报道柞蚕卵巢亚细胞组分中核酸和蛋白质的分布与含量变化。首先以差速离心盼方法从卵巢匀浆中分离出细胞核、重线粒体、轻线粒体、重微粒体、轻微粒体和105,000g上清六个组分,然后分别测定了各种组分中的DNA、RNA和蛋白质的含量。 结果表明,卵巢DNA主要分布在细胞核组分中(约占75%以上);RNA在佩粒体中含量较离(约占20—51%);蛋白质则主要分布于105,000g上清组分中(约占56—83%)。卵巢中核酸和蛋白质含量(毫克/头)在滞育蛹期很低,随着卵巢的发育迅速增长。DNA在发育蛹4期最高,比滞育蛹期增长61倍;RNA在发育蛹5期最高,比滞育蛹期增长144倍;蛋自质在成虫期达到高峰,约比滞育蛹期增长490倍。并讨论了核酸和蛋白质的含量变化与卵巢细胞分裂分化之间的关系。 为了获得进一步的生化资料,对不同时期的柞蚕卵巢105,000g上清组分中的蛋白质进行了聚丙烯酰胺凝获也泳和SDS-电泳的分析。初步推测柞蚕卵巢中卵黄蛋白亚基之一的分子量大约为200,000道尔顿。     

柞蚕蛹虫草继代培育其活性物质变化规律

柞蚕蛹虫草中含有虫草素、腺苷、多糖等多种活性成分,具有提高免疫力、抗疲劳、保护心脑血管、抗癌等方面的作用,是冬虫夏草的良好替代品。以柞蚕蛹虫草的继代培育为基础,分别检测蛹虫草菌在不同传代次数时柞蚕蛹虫草子实体生长状态、蛹虫草中腺苷、虫草素、虫草多糖含量及蛹虫草菌菌丝、分生孢子中活性氧的分布。第1代蛹虫草菌接种后柞蚕蛹出现腐烂现象;第2、3代培育的子实体生长量、腺苷及虫草素含量均较高;第4代子实体生长量、腺苷及虫草素含量均出现大幅下降的现象。柞蚕蛹虫草中虫草多糖含量在传代过程中也逐渐降低,但降低幅度较腺苷和虫草素缓慢。第2代培育的柞蚕蛹虫草子实体生长状态优于第3代,故第2代蛹虫草菌更适合应用于批量生产。蛹虫草菌退化后含有活性氧的分生孢子比例增大,这可能是发生退化的表象之一。     

一种简便的提取蚕蛹蛋白新方法

以蚕蛹为原料,采用一种简便的提取工艺提取蚕蛹蛋白质,结果表明：干蛹约占鲜蛹重的32．5％,干蛹中蛋白质含量为54．2％,成品中蚕蛹蛋白质含量为83．31％,其蚕蛹蛋白收率达干蛹的61．32％,是文献报道用减法提取收率的2．27倍,蚕蛹中蛋白质的回收率达94．33％。     

球孢白僵菌侵染的柞蚕蛹体壁和脂肪体组织病理观察

【目的】探究球孢白僵菌Beauveria bassiana穿透柞蚕Antheraea pernyi蛹体壁和侵染其脂肪体的过程,进一步明确其对柞蚕蛹的致病机理。【方法】利用扫描电镜技术观察球孢白僵菌穿透柞蚕蛹体壁的病理变化,并运用透射电镜技术观察球孢白僵菌侵染的柞蚕蛹脂肪体的病理变化。【结果】扫描电镜观察结果显示:在球孢白僵菌侵染柞蚕蛹体表过程中,分生孢子主要侵染气门、刚毛根部和头部与胸部的节间膜等部位。分生孢子除了从气门、刺突、头部和胸部的节间膜进入体内以外,也可以直接穿透厚而坚硬的体壁进入体内。透射电镜观察结果显示,脂肪体中,球孢白僵菌首先侵染细胞器(线粒体除外),然后再侵染脂肪滴。被侵染的脂肪滴颜色变浅,表面出现许多孔洞,变形,分裂成小的脂肪滴进而完全被侵蚀。蛹僵硬时,脂肪体细胞完全被破坏,只观察到芽生孢子和菌丝。【结论】柞蚕蛹经体表侵染和注射侵染球孢白僵菌处理后,蛹的体壁和脂肪体两组织都发生了明显的病理变化。     

大肠杆菌及聚肌胞核苷酸对柞蚕、家蚕蛹诱导产生溶菌酶、抗菌肽及凝集素的动力学

大肠杆菌D₃₁诱导柞蚕蛹产生抗菌多肽。同时,溶菌酶和凝集素活性都比诱导前有明显增高.其活力高峰、抗菌多肽在第7天左右、溶菌酶在第5天,而凝集素在第3天即达最高水平。不同品种的柞蚕蛹,经诱导产生的三种活性物质其活力差异不明显,但741、河四和小混品种中的抗菌多肽P_9A及P_9B组成比例较高。上述三种活性物质的诱导变化与性别有关,雄性高于雌性。比较了柞蚕蛹和家蚕经细菌诱导后上述三种活性物质的变化,家蚕凝集素活力很低,诱导后活力增高不明显。抗菌活力及溶菌酶活力的提高程度柞蚕也高于家蚕。聚肌胞核苷酸(Poly I:C)也能诱导两种蚕产生抗菌多肽及溶菌酶,但活力提高的显著程度都不及大肠杆菌诱导,凝集素活力变化也不显著。     

人工培养蛹虫草

用柞蚕的活蛹 ,大米米饭培养基培养蛹虫草菌 ,控制好环境条件 ,严格操作环节 ,可培养出与天然蛹虫草形态相同的蛹虫草子座。用棉籽壳、玉米芯、葵花盘粉碎物培养蛹虫草菌 ,可以得到抑菌杀菌物质 ,成本低廉 ,可利用此法提取广谱抗菌物质。     

以不含昆虫物质的人工饲料培育赤眼蜂工作进展

本文报道继续用无昆虫物质的培养液体外培育松毛虫赤眼蜂的试验结果。酵母水解物、胎牛血清(或幼牛血清)和Grace培养液组成的培养液具有较好的产卵效果,产入的卵量与柞蚕蛹血淋巴相似。使用此混合液60%、鸡胚10%、牛奶15%、鸡蛋黄10—20%可培育到成虫期,化蛹率和羽化率各为17—36%和1—2%。但羽化的成蜂不能展翅,生活力较弱。这种不足之处尚待改进。     

柞蚕RR-1亚族表皮蛋白基因ApCP12与ApCP23的表达特征与功能分析

【目的】表皮蛋白(cuticular proteins,CPs)种类丰富,在昆虫生长发育中起着重要作用。本研究旨在丰富柞蚕Antheraea pernyi体内所含表皮蛋白的类型,探讨不同发育阶段表皮蛋白基因的表达规律。【方法】利用PCR及3'RACE技术从柞蚕幼虫表皮组织中克隆得到两个表皮蛋白基因,并进行生物信息学分析及系统进化分析;半定量RT-PCR检测该基因在柞蚕胚胎发育期的表达规律及在幼虫各组织中的表达分布;实时荧光定量PCR(qPCR)分析该基因在柞蚕不同发育时期及3龄幼虫RNAi后的表达量变化。【结果】克隆获得两个柞蚕表皮蛋白基因并分别命名为ApCP12和ApCP23,GenBank登录号分别为MF318874和MF318875。生物信息学分析表明,ApCP12基因长度为690 bp,开放阅读框(open reading frame,ORF)长336 bp,编码111个氨基酸,推测得到的蛋白质分子量为12 kD;ApCP23长度为1 243 bp,ORF长度为594 bp,编码197个氨基酸,相对分子质量为23 kD。两种蛋白都具有RR-1亚族的保守基序,与RR-2亚族表皮蛋白聚类分析位于不同分支。组织特异性表明,ApCP12基因在柞蚕幼虫各组织中的分布比ApCP23更为广泛。柞蚕不同发育时期中,ApCP12在胚胎发育期表达量逐渐升高;幼虫眠起3 d内相对于眠期,ApCP12的表达量最高增加了约3倍,而ApCP23的表达量增加了13倍;蛹黑化时期,ApCP12的表达量高于ApCP23;羽化前期,基因的表达量无明显变化,直至羽化前1 d,ApCP12和ApCP23的表达量相对于注射蜕皮激素第1天分别增加了3.5和3倍。RNAi处理后,3龄幼虫体内ApCP12的表达量下降了5倍,ApCP23的表达量降低了3倍。【结论】结果提示,RR-1亚族的这两种柞蚕表皮蛋白参与了柞蚕不同发育阶段幼虫表皮、蛹皮、成虫表皮的构建,与柞蚕生长发育的整个生命周期关系密切。     

柞蚕蛹卵巢细胞的初代培养

采用MGM-448加20％胎牛血清作培养基对柞蚕蛹卵巢进行组织块培养,细胞可维持良好的生长状态达2个月之久。在此期间,细胞形态不一,且细胞聚集产生分化现象。本研究证明MGM—448培养基对柞蚕细胞原代培养来说是比较理想的培养基。     

柞蚕蛹及胚胎发育中几种同工酶基因的表达研究

本文通过聚丙烯酰胺凝胶电泳法研究了柞蚕蛹及胚胎发育过程中酯酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶和超氧化物歧化酶等几种同工酶的表达模式。结果表明,苹果酸脱氨酶和超氧化物歧化酶在蛹脂肪体、血淋巴、卵母细胞以及胚胎发育中均表达;乳酸脱氢酶只在蛹脂肪体中测到,而在血淋巴和卵母细胞中没有测到,但在胚胎发育晚期获表达;酯酶在脂肪体中获强表达,但在血淋巴和卵母细胞中表达很弱,在胚胎发育过程中仅在晚期得到较充分表达。胚胎发育中未检测到胆碱酯酶,与抗性有关的羧酸酯酶、过氧化物酶和过氧化氢酶在蛹血淋巴、脂肪体及胚胎发育中均未检测到。该研究提供了正常生理状态下柞蚕蛹及胚胎发育过程中几种同工酶基因表达的一般模式,为研究鳞翅目昆虫同工酶积累了资料。     

大头金蝇营养成分分析

分析大头金蝇Chrysomya megacephala(Fabricius)的营养成分。结果表明,大头金蝇幼虫、蛹、成虫干粉水分含量分别是6.83,2.07和3.70%,干体粗蛋白含量分别为63.72,76.81和70.54%,粗脂肪分别为16.43,12.82和7.23%。蛋白质中氨基酸总量百分比分别为56.39,55.61和59.12%,其中必需氨基酸占氨基酸总量(E%)的48.34,53.08和43.91%,必需氨基酸与非必需氨基酸之比(E/N)分别为0.94,1.13,0.81,E/T为3.22,3.54,2.93。大头金蝇幼虫、蛹、成虫不饱和脂肪酸占总脂肪酸含量依次是68.1,61.9和65.9%。含有人和动物所必需的常量和微量元素,但没有检测到有毒重金属镉(Cd)、铅(Pb)。大头金蝇与鱼粉、舍蝇幼虫、柞蚕蛹相比,营养成分指标较高,属于理想的昆虫蛋白资源。     

柞蚕蛹培养蛹虫草不同时间后的代谢组分析

为了解柞蚕蛹培养蛹虫草（简称柞蚕蛹虫草）不同时间后的代谢物变化规律,利用广泛靶向代谢组学技术,比较不同培养时期的柞蚕蛹虫草代谢产物成分,找出差异代谢物并进行代谢通路分析。在柞蚕蛹虫草的5个生长时期共检测到10类421种化合物,主要包括：氨基酸及其衍生物、核苷酸及其衍生物、萜类、酚酸、有机酸、糖及醇类、甾体、脂类、生物碱、醌类等多种化合物。主成分分析（PCA）结果显示,不同生长时期柞蚕蛹虫草的代谢组表现出不同的代谢特征,5个生长时期样本在得分图中可分为3个不同区域,对照（S1）与子座形成初期（S3）归为一区,菌核期（S2）独自归为一区,子座形成期（S4）和子囊壳形成期（S5）归为一区。S2-S5筛选到的特有差异代谢物有36种,包括虫草素、甘露醇等主要活性物质,其中香豆酰腐胺、五羟色胺、γ-生育三烯酚等物质首次被检测到。对不同生长阶段变化排在前20的差异显著代谢成分进行分析,结果表明上下调幅度较大的物质多为有机酸、酚酸、生物碱、核苷酸及其衍生物等次生代谢产物。5个生长时期筛选出的所有差异代谢物共富集在154条代谢通路上,差异代谢物数量富集最多的前5条通路,分别为代谢途径、次生代谢物的生物合成、ABC转运蛋白、嘌呤代谢和氨酰生物合成。整个生长周期中,具有显著影响的通路是嘌呤代谢与丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢途径。本研究结果可为柞蚕蛹虫草的深入研究与应用提供参考。     

柞蚕蛹溶菌酶的分离和纯化

本文报道热空气,大肠杆菌Ｋ１２Ｄ３１诱导柞蛹血淋巴,提高溶菌酶活力的方法。应用选择性热变性,等电点沉淀,ＤＥＡＥ－纤维素离子交换层析,ＣＣ－纤维素亲和层析等分离技术从柞蚕蛹血淋巴中提取溶菌酶,溶菌酶比活力达３６７００ｕ／ｍｇ蛋白,提高了１５０倍,活力回收达４８．６％。