浓核病毒感染早期家蚕血液、中肠蛋白表达差异比较分析

为了探明在浓核病毒镇江株(BmDNV-ZJ)侵染早期,家蚕部分组织蛋白所产生的免疫抵抗性变化机制,本实验采用差异蛋白质组学技术研究分析了BmDNV-ZJ感染早期,家蚕的中肠、血液组织中特异性表达的差异蛋白.实验结果表明:在浓核病毒侵染初期,感受性家蚕的中肠组织受病毒感染而得到特异性表达的蛋白可能为丝氨酸蛋白酶抑制剂和巯基抗氧化酶蛋白,前者具有调控蛋白酶活性和细胞凋亡的功能,后者具有抗氧化的作用.血液组织受病毒感染诱导而产生的蛋白可能是丝裂原活化蛋白激酶和类抗氧化酶蛋白,前者具有调控细胞凋亡的功能,后者具有抗氧化、消除自由基作用.由于试验中所得的差异蛋白点很少,这表明在BmDNV-ZJ感染早期,蚕体对浓核病毒的感染而产生的反应很小.蚕体可通过被侵染的中肠组织(浓核病毒感染的靶部位)以及血液(免疫组织)共同产生一些抗氧化或调控细胞凋亡的酶蛋白等来抗击浓核病毒的侵染.     

家蚕浓核病毒中国(镇江)株结构蛋白的生物信息学比较分析

运用生物信息学方法将家蚕浓核病毒中国(镇江)株的结构蛋白与其它类型家蚕浓核病毒的结构蛋白在理化特性、结构、功能等方面进行了比较分析。结果表明:家蚕浓核病毒结构蛋白是一类稳定的亲水性蛋白,BmDNV-ZJ与BmDNV-2的结构蛋白性质可能比较类似,而BmDNV-ZJ和BmDNV-1结构蛋白序列的理化性参数、序列内部重复片断以及折叠区域差异较大,表明这两种浓核病毒结构蛋白在性状、结构、功能上有较大差异。而BmDNV-ZJ和BmDNV-1结构蛋白序列中有3个不同的LCR功能区域。分子进化聚类分析可得到四大类浓核病毒结构蛋白。     

家蚕浓核病毒(镇江)株主要结构蛋白基因的克隆及表达

家蚕浓核病毒(Bombyx mori densovirus,BmDNV)是一种昆虫细小病毒.与其它昆虫细小病毒感染昆虫体内多种组织不同,家蚕浓核病毒只感染家蚕中肠上皮组织的圆筒型细胞,感染该病毒细胞的细胞核可以被孚尔根和甲基绿浓染,在病毒感染的早期中肠上皮组织细胞数量增加,形成褶皱,最后感染细胞脱落到肠腔中[1-3].自从20世纪70年代末日本学者证实家蚕浓核病是由于家蚕浓核病毒感染引起的以来[4],已经分离得到了多个病毒株系[5-8].根据它们在血清学、理化特性、品种感受性和病理特征等方面的差异,分为BmDNV-1(伊那株)和BmDNV-2(以山梨株为代表)[8-11].     

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。     

家蚕对浓核病毒中国株(BmDNV-3)抗性及感性品系中肠的差异蛋白质分析

【目的】通过比较家蚕Bombyx mori抗性及感性品系的中肠蛋白质表达谱,获得家蚕对家蚕浓核病毒中国株（BmDNV-3）抗性相关的蛋白。【方法】利用双向电泳(2-DE)对感性品种华八35和抗性品种秋丰接种病毒后48 h的蛋白质表达谱进行比较分析,并对其中的差异蛋白进行MALDI-TOF-TOF质谱分析,通过NCBInr和MSDB数据库进行蛋白点的鉴定和功能分析。【结果】获得重复性较好的差异蛋白点16个,其中质谱鉴定出5种蛋白,它们分别是糖基转移酶（glycosyltransferase）、糖基转移酶-S（GlcAT-S）、21.5 kD小热休克蛋白（21.5 kD small heat shock protein）、V-ATP酶（vacuolar ATP synthase）和精氨酸激酶（arginine kinase）。这5种蛋白在抗性品系秋丰中的表达量均高于感性品系华八35。【结论】糖基转移酶和糖基转移酶-S仅在抗性品系中存在,提示它们可能是与抗性有关的蛋白。此外,增强的应激反应和能量代谢也可能与家蚕对BmDNV-3的抗性产生相关。     

感染家蚕浓核病毒BmDNV1对家蚕抗性和敏感品种生化参数的影响

在家蚕疾病中,病毒性疾病是危害茧产品的主要且最普遍的疾病。病毒性蚕软腐病是由BmIFV, BmDNV1 和 BmDNV2引起的。对印度种质库（Indian Germ plasm stock）中的BmDN V1有抗性和敏感的家蚕品种进行了鉴定。利用标准方法对在BmDNV1感染过程中抗性和敏感品系的主要有机成分的变化（包括总蛋白、碳水化合物和脂类）进行了检测。结果表明： 随着幼虫年龄的增长,对照组和处理组中有机成分（即蛋白质和碳水化合物）的含量也随之增长,但是处理组的增长水平明显地低于各自对照组的增长水平。接种BmDNV1后,与对照组比较,敏感品种体内的血淋巴和中肠组织的总蛋白的量显著地下降。在抗性品种,接种4天后的总蛋白的量有了显著地下降,之后,下降水平小于各自的对照组。在抗性和敏感品种中,血淋巴和中肠组织中的总碳水化合物的量略有下降。在变化不显著的抗性和敏感品种中,血淋巴和中肠组织中的脂质的量有显著地提高。在敏感家蚕品种,生化变化清晰地显示： BmDNV1感染消耗作为主要能量来源的总蛋白和碳水化合物。这些成分的损耗导致了被感染家蚕的生长受阻。     

甜菜夜蛾围食膜的蛋白质组鉴定

[目的]甜菜夜蛾Spodoptera exigua是农业的重要害虫,为害我国蔬菜等农作物的生长.围食膜(Peritrophic membrane,PM)是昆虫体内的第一道屏障,有助于昆虫食物消化过程和保护昆虫避免细菌或病毒的侵染.本研究选取甜菜夜蛾为实验对象,通过鉴定围食膜的总蛋白成分,为探讨围食膜与病原菌相互作用的生理机制奠定基础.[方法]选用人工饲料饲养的甜菜夜蛾5龄幼虫,剥离幼虫围食膜,利用强变性剂三氟甲磺酸(Trifluoromethane-sulfonic acid, TFMS)处理,并对围食膜蛋白进行质谱鉴定和生物信息学分析,使用BLAST鉴定蛋白的同源性,探究基因水平转移现象.[结果]本研究共鉴定出199个围食膜蛋白.这些鉴定的蛋白可富集于84条GO term(P＜0.05);此外,所鉴定的蛋白可被注释到KEGG的73条代谢通路中,并能形成多个蛋白互作网络,分别参与能量代谢、蛋白水解、过氧化氢代谢、免疫等多种过程.同时,鉴定出与抗逆性相关蛋白,具有解毒代谢等功能,提高昆虫对农药和恶劣环境的抗性.[结论]本研究对鉴定出的199个围食膜蛋白进行分析,初步揭示围食膜潜在的生物学功能,并提出一些害虫控制思路,为新型杀虫剂的研发提供了理论基础.     

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.     

天然产物梣酮对粘虫围食膜的影响

【目的】梣酮是从芸香科植物白鲜Diatamnus dasycarpus根皮中分离出的一种化合物, 对试虫表现出胃毒活性。本研究旨在检测梣酮对粘虫Mythimna separata 6龄幼虫中肠围食膜的影响, 从而进一步阐明梣酮的杀虫作用机理。【方法】经活体及离体处理, 通过生化分析和扫描电镜观察等方法, 研究了梣酮处理对粘虫幼虫中肠围食膜糖含量, 蛋白质含量和组分以及围食膜表面结构的影响。【结果】梣酮(20 mg/mL)活体处理降低了粘虫6龄幼虫围食膜的蛋白质含量, 却使糖含量升高。活体(20 mg/mL梣酮)及离体(8 mg/mL梣酮)处理条件下, 围食膜糖含量分别为对照组的1.75倍及2.17倍。SDS-PAGE结果显示, 离体及活体条件下经梣酮处理, 围食膜部分蛋白质降解。围食膜解剖扫描电镜观察表明, 梣酮处理可造成围食膜微纤丝排列紊乱。【结论】天然产物梣酮处理对粘虫中肠围食膜的糖含量及蛋白质含量和组分有影响,且改变了围食膜表面结构。本研究为深入地研究梣酮杀虫作用机理奠定了基础。     

蛋白质组学技术对不同性别中国美利奴细毛羊(军垦型) 皮肤差异蛋白的筛选

旨在了解性别因素对绵羊毛性状的影响。以周岁雄性和雌性中国美利奴羊（军垦型）为研究对象,利用液相色谱-串联质谱联用技术和数据非依赖性采集策略的定量蛋白质组学技术筛选皮肤组织差异表达蛋白,并对筛选获得的差异蛋白进行基因本体（gene ontology,GO）功能注释、京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）代谢通路和蛋白互作分析。结果显示,共计筛选获得差异表达蛋白674种,其中,280种蛋白表达上调,394种蛋白表达下调;通过进一步分析发现,与皮肤毛囊发育及羊毛表型相关的差异蛋白有43种,上调差异蛋白30种,下调差异蛋白13种。GO注释结果显示,在分子功能方面,差异蛋白在氧结合、硫酸软骨素结合、亚铁血红素结合、谷胱甘肽过氧化物酶活性和转运活性等37个过程显著富集;在生物过程方面,差异蛋白在细胞氧化解毒作用、肌肉收缩调节、Notch信号通路、钙离子跨膜转运和谷胱甘肽新陈代谢等120个过程显著富集;在细胞组分方面,主要富集在肥大细胞颗粒、细胞核、肌质网状组织和内质网等31个过程。KEGG通路结果表明,这些差异蛋白涉及16条信号通路,其中,MAPK、P53信号通路和羊毛生长发育密切相关。蛋白质网络互作结果显示,COL1A1蛋白与MMP2、SPARC、THBS1等差异表达蛋白联系较为紧密,其可能在羊毛生长发育过程中发挥着关键作用。本研究为揭示不同性别绵羊毛性状的分子机制积累了基础数据。     

Molecular Cloning and Expression of Two Novel β-N-Acetylglucosaminidases from Silkworm Bombyx mori

β-N-Acetylglucosaminidase is a major glycosidase involved in several physiological processes, such as fertilization, metamorphosis, glycoconjugate degradation, and glycoprotein biosynthesis in insects. A search using the Bombyx mori cDNA database revealed the existence of two putative β-N-acetylglucosaminidase genes. Their full-length cDNAs were cloned by rapid amplification of cDNA ends and polymerase chain reaction using specific primers, and named BmGlcNAcase1 and BmGlcNAcase2. A BLAST search revealed that BmGlcNAcase1 and BmGlcNAcase2 are homologous to a β-subunit homolog encoded by Drosophila melanogaster HEXO2 and the Spodoptera frugiperda β-N-acetylglucosaminidase gene respectively. The recombinant proteins of BmGlcNAcase1 and BmGlcNAcase2 without putative transmembrane domains were expressed in the yeast Pichia pastoris. Both enzymes showed broad substrate specificity, and cleaved terminal N-acetylglucosamine residues from the α-3 and α-6 branches of a biantennary N-glycan substrate, and also hydrolyzed chitotriose to chitobiose.     

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。     

Genetically determined nonsusceptibility of the silkworm,Bombyx mori,to infection with a densonucleosis virus (Densovirus)

A nonsusceptible and a highly susceptible strain of the silkworm, Bombyx mori, to peroral infection with a densonucleosis virus (DNV) were studied by probit analysis. Tests with the susceptible and nonsusceptible parent strains, their reciprocal F₁ hybrids, the F₂ hybrid, and the backcrossed hybrids to either of the parents demonstrated that the nonsusceptibility of the silkworm to DNV was inherited and controlled by a recessive gene which was not sex-linked.     

家蚕BmST2基因的克隆与转录活性检测

通过生物信息学分析和生物学试验获得了家蚕糖转运蛋白基因BmST2(GenBank登录号:GQ871755),基因位于家蚕27号染色体,开放阅读框(ORF)长1398 bp,编码465个氨基酸,预测蛋白序列有典型的Sugar_tr结构域和11个疏水的跨膜结构域,与家蚕BmST1蛋白相似性和一致性分别达79%和64%,与登录号为EAT47626、EDS35465、EAA11457和EFA05337的同源蛋白相似性在50%以上。RT-PCR检测基因在5龄第3天家蚕幼虫的9种组织中转录活性,结果显示,BmST2基因除在脂肪体没有表达外,其他组织均有表达。最后成功构建了基因的酵母穿梭表达质粒pG-BKT7-BmST2。     

家蚕胚胎发育时期的蛋白质变化及构造分析

采用蛋白质双向电泳技术及蛋白质氨基酸序分析技术,从蛋白质水平研究了家蚕胚胎发育时期的基因表达情况。结果表明,从家蚕临界期胚胎直到点青期胚胎的较长一段时间内,蛋白质的双向电泳图变化不大,匹配蛋白质斑点率达６３．０％,卵特异性蛋白质,３０Ｋ蛋白质的含量很大。     

■普斑限性与■虎斑限性品系家蚕的联会复合体分析

作者以去污剂铺展——硝酸银染色技术,对家蚕普斑限性及虎斑限性品系雌蚕的联会复合体进行亚显微观察分析,未发现品系有异形ZW;但在品系中发现ZW呈现明显的末端不对称性。联会复合体分析表明该品系的ZW两侧线的相对长度相差达5.2％,较长的侧线为Z染色体,较短的侧线是断裂后的W染色体和第Ⅳ连锁群带有Ze片染的相互转座。ZW-SC在晚粗线期开始分离,较其他SC分离显著提前。这可能与易位导致ZW的不同源区段增长有关。