柞蚕微孢子虫孢子分离纯化方法

柞蚕微粒子病是柞蚕Antheraea pernyi(Guérin-Méneville)的主要胚胎传染性病害,病原为柞蚕微孢子虫Nosema pernyi(Wenet Ding),其病原分离提纯技术研究对于柞蚕微粒子病的防治具有重要意义。本文利用差速离心和Percoll密度梯度离心法研究了柞蚕微孢子虫孢子的分离纯化方法,结果表明,采用不连续密度梯度分离纯化柞蚕微孢子虫孢子的效果比单一浓度的效果好,以浓度为25%、50%、75%、100%不连续梯度,15000r/min离心30min分离纯化得到的柞蚕微孢子虫孢子纯净度高。     

间接竞争ELISA法对柞蚕微孢子虫的检测

柞蚕微孢子虫病是柞蚕唯一的检疫性病害,其致病病原物为柞蚕微孢子虫(Nosema pernyi Ding,Su&Wen),因此,柞蚕微孢子虫的检测对于该病的防治具有重要意义。本文通过制备柞蚕微孢子虫多克隆抗体,建立柞蚕微孢子虫间接竞争ELISA检测法。结果表明,柞蚕微孢子虫多克隆抗体效价为1∶104、浓度为3 mg·mL-1,主要由2条大小约50 ku和25 ku蛋白条带组成,可作为后续试验多克隆抗体材料。间接竞争ELISA法最佳抗原工作浓度为2.0μg·mL-1微孢子虫孢壁蛋白溶液,最佳抗体工作浓度为兔抗血清按1∶102倍浓度稀释,酶标二抗最佳工作浓度为1∶5×104倍稀释,柞蚕微孢子虫间接竞争ELISA检测法的灵敏度为1.6×105spores·mL-1。间接竞争ELISA法在柞蚕微孢子虫的检测方面具有一定的应用价值。     

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。     

柞蚕微孢子虫Nosema pernyi微管蛋白基因的克隆及系统发育分析

【目的】柞蚕微粒子病的病原为柞蚕微孢子虫Nosemapernyi,为解明柞蚕微孢子虫微管蛋白基因的序列信息,明确柞蚕微孢子虫的系统分类学地位。【方法】采用RT-.PCR、3′RACE(Rapid amplification ofcDNAends)等技术克隆得到了柞蚕微孢子虫的α、β和y-微管蛋白基因,并利用α、β-微管蛋白序列,分别采用NJ、ML法构建进化树。【结果】将克隆得到的基因序列提交NCBI(GenBank登录号:KF154086、KF023271、KF740389)。构建的系统发育树显示,微孢子虫类以一个独立群位于真菌群体中,与真菌的虫霉门关系较近,且与担子菌、球囊菌、壶菌、接合菌及部分子囊菌互为姐妹群。从部分微孢子虫的系统发育分析结果可以看出,20种微孢子虫分为2个分支,柞蚕微孢子虫与其他Nosema属聚为一类。【结论】本研究克隆得到了柞蚕微孢子虫α、β和y-微管蛋白基因,系统发育分析为更进一步了解柞蚕微孢子虫奠定了基础。     

柞蚕微粒子病潜在生物标志物的挖掘

【目的】挖掘柞蚕Antheraea pernyi微粒子病的潜在生物标志物,为开发该病害检测方法及研究柞蚕被微孢子虫Nosema pernyi侵染后体内代谢产物的差异及功能奠定基础。【方法】利用高效液相色谱和高分辨率质谱进行非靶向代谢组学分析,调查健康和患微粒子病柞蚕雌成虫血淋巴中代谢物差异。【结果】正离子模式下从健康和患微粒子病柞蚕雌成虫血淋巴中共获得8 870个代谢物,注释代谢物5 390个,筛选到差异表达代谢物472个(上调260个,下调212个),其中二级鉴定差异表达代谢物12个(上调8个,下调4个);负离子模式下获得6 716个代谢物,注释代谢物3 848个,筛选到差异表达代谢物301个(上调207个,下调94个),其中二级鉴定差异表达代谢物9个(上调8个,下调1个)。正离子模式下二级鉴定的差异表达代谢物包括缬氨酸(valine)、苯并噻唑(benzothiazole)、3-脱羟基肉碱(3-dehydroxycarnitine)、1 甲基鸟嘌呤(1-methylguanine)、2-乙氧基萘(2-ethoxynaphthalene)、N6-乙酰基-L-赖氨酸(N6-acetyl-L-lysine)、生物素(biotin)、桑色素(morin)、噻吗洛尔(timolol)、酰基肉碱15∶0(acylcarnitine 15∶0)、酰基肉碱18∶4(acylcarnitine 18∶4)和异槲皮苷(isoquercitrin);负离子模式下二级鉴定的差异表达代谢物包括二甲基丙二酸(dimethylmalonic acid)、戊二酸(glutaric acid)、2,5-二羟基苯甲酸(2,5-dihydroxybenzoic acid)、1,3-二乙酰基丙烷(1,3-diacetylpropane)、3-(4-羟基苯基)乳酸(DL-p-hydroxyphenyllactic acid)、泛酸(pantothenate)、荧光素(fluorescein)、飞燕草素-3-O-beta-吡喃葡萄糖苷(delphinidin-3-O-beta-glucopyranoside)和溶血磷酯酰肌醇16∶1 (lysoPI 16∶1)。【结论】健康与患柞蚕微粒子病的柞蚕雌成虫血淋巴内代谢物具有显著差异,通过代谢组学挖掘出21个二级鉴定的差异表达代谢物,这些代谢物可作为潜在生物标志物用于开发柞蚕微粒子病的检测方法。     

柞蚕小热休克蛋白20.1的基因鉴定及免疫功能研究

热休克蛋白(HSP)是一类广泛存在于各类生物中的具有分子伴侣功能的蛋白质。近年来研究发现HSP与机体许多功能如免疫、凋亡、衰老等密切相关。柞蚕(Antheraea pernyi)小热休克蛋白20.1(Aphsp20.1)基因的开放读码框长度为534bp,编码178个氨基酸。序列比对结果表明,柞蚕小热休克蛋白20.1属于HSP20家族。组织定量显示这Aphsp20.1在中肠和脂肪体分布较高。此外用大肠杆菌Escherichia coli及Micrococcus luteus病原微生物注射入5龄3天柞蚕幼虫后,发现Aphsp20.1的基因表达菌明显上调。另外体外抑菌试验结果发现纯化后的蛋白也具有一定的抑菌作用。该研究表明ApHSP20.1在柞蚕的免疫功能中具有重要作用,该研究不仅为我们进一步了解更加复杂的高等生物天然免疫反应提供一些相关的研究线索;而且对柞蚕天然免疫的研究有利于更好地理解昆虫自身的免疫系统,为保护益虫防治害虫提供重要依据。     

利用全长转录本优化柞蚕基因组注释(英文)

【目的】优化柞蚕Antheraea pernyi基因组注释,更好地扩展其在比较基因组学及品种改良研究中的应用。【方法】对柞蚕进行全长转录组测序分析;经全长转录本与参考基因组比对,鉴定新基因及新转录本,并对这些新基因和新转录本进行功能注释及长链非编码RNAs (lncRNAs)预测。利用大量的蛋白质编码转录本和lncRNAs对柞蚕基因组中基因结构进行修订。最后创建矫正后的柞蚕基因组基因注释。【结果】新发现1 997个蛋白编码基因和3 399个lncRNA基因,分别由2 402个和3 574个全长转录本数据支持。发现柞蚕基因组含25 021个基因,其中19 825个基因是蛋白编码基因,包括7个保幼激素酸甲基转移酶基因。【结论】本研究促进了对柞蚕基因组基因注释信息的认识,为柞蚕及相关物种功能基因组及比较基因组学研究提供了很有用的数据资源。     

隆线溞孤雌溞和两性雌溞的蛋白质差异表达

本实验提取隆线溞孤雌溞和两性雌溞的可溶性蛋白进行双向电泳和质谱鉴定,分析隆线溞在两种生殖状态下蛋白质组的差异变化。聚丙烯酰胺凝胶SDS-PAGE结果表明:隆线溞在两种生殖状态下存在明显的蛋白质表达差异,孤雌溞的蛋白条带在分子量约50.6kD、36.2kD、32.1kD和25.7kD处表达量较两性雌溞明显;两性雌的蛋白条带在分子量约87.8kD、67.2kD、53.6kD和35.5kD处表达量较孤雌溞明显,其中35.5kD的蛋白条带为两性雌所特有。同时取两个样品的可溶性蛋白进行双向电泳,每个样品重复四次。双向电泳图谱经银染后利用软件分析可知,隆线孤雌平均可检测到约750个蛋白质点,两性雌溞平均可检测到约720个蛋白质点。同时利用软件对凝胶上的蛋白质点进行半定量分析,发现隆线溞从孤雌生殖转化为两性生殖后有18个蛋白质点呈现显著变化,其中14个点表达量明显下降,4个点表达量显著升高。实验结果具有较好的重复性。取4个表达量显著上升的蛋白质点进行质谱分析,得到两个蛋白质点(16号和17号)的测定结果。其中16号点为一类酸性脱氢酶(2I234),它在动物生长发育的各个阶段大量表达,这类蛋白质在隆线溞生殖转化过程中表达量变化尤为显著。本研究结果表明:隆线溞在孤雌生殖和两性生殖状态下存在明显的蛋白质表达差异。     

黄粉甲幼虫抗菌物质的诱导及其抗菌活性

采用饥饿法、紫外线照射法和针刺法处理黄粉甲Tenebriomolitor 6龄幼虫后均能诱导其 产生抗菌物质,收集的血淋巴上清液对真菌有抑制作用,对细菌无抑制作用;经热处理后的血 淋巴上清液则对细菌有抑制作用,而对真菌无抑制作用。SDS-PAGE检测结果发现,与未诱导的 对照相比经诱导的黄粉甲幼虫血淋巴中,原有的一类大分子蛋白质如分子量分别为97kD、44 kD和37 kD左右的蛋白质缺失;而ESI-MS分析结果显示诱导后比诱导前黄粉甲幼虫血淋巴中有 小分子物质产生,推测可能是此类缺失蛋白质分解为小分子量的抗菌肽,从而表现出抗菌活性 。     

家蝇幼虫血淋巴蛋白组及血淋巴中热稳定蛋白研究

目的 初步研究家蝇幼虫血淋巴蛋白组学特征及其中的热稳定蛋白.方法 使用破壁法提取三龄幼虫血淋巴原液,设置全血淋巴组、沸水浴处理组,采用不同pH范围双向电泳胶条,分析血淋巴中蛋白的pH、分子量分布特点,采用二级质谱对蛋白点进行分子鉴定.结果 家蝇幼虫血淋巴中蛋白的分子量主要分布在10 kDa～66kDa之间,采用pH3～10的IPG胶,检测到286个蛋白点,采用pH4～7的IPG胶,测到601个蛋白点;血淋巴经沸水浴处理后,检测到41个蛋白点,分子量低于30 kDa,比未处理组减少了93.1％,对其中11个蛋白点进行质谱分析,鉴定出4个功能蛋白,包括存储蛋白、气味结合蛋白、铁蛋白重链样蛋白和铁蛋白2轻链蛋白同系物.结论 双向电泳能很好地分析家蝇幼虫血淋巴中的蛋白,血淋巴中的蛋白等电点主要分布在pH4～7之间;血淋巴经沸水浴处理后可去掉大量变性蛋白,其上清中可能包含耐热性较好的功能蛋白.     

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。     

家蚕微孢子虫ADP/ATP转运蛋白的原核表达及间接免疫荧光定位分析

【目的】家蚕微孢子虫Nosema bombycis ADP/ATP转运蛋白可能参与搬运宿主细胞的能量。本研究克隆家蚕微孢子虫ADP/ATP转运蛋白基因,并进行原核表达、抗体制备及间接免疫荧光定位,为控制和防治家蚕微粒子病提供理论基础。【方法】通过同源序列比对鉴定家蚕微孢子虫N. bombycis ADP/ATP转运蛋白序列,采用生物合成的方法将编码3段面向膜内侧肽段的核酸序列拼接合成,在其两端引入BglⅡ和SalⅠ酶切位点,克隆至pUC57载体并测序,再亚克隆至含有二氢叶酸还原酶（dihydrofolate reductase,DHFR）标签的表达载体pQE40中,然后利用BamHⅠ和SalⅠ酶切获得含有DHFR标签的重组序列,并连接至pET30a（+）载体中进行诱导表达。通过SDS-PAGE、镍柱亲和层析和免疫印迹法鉴定表达蛋白,利用间接免疫荧光对ADP/ATP转运蛋白的分布进行检测。【结果】家蚕微孢子虫的ADP/ATP转运蛋白编码序列（GenBank登录号为EOB13854.1）全长1 524 bp,编码蛋白含有507个氨基酸残基,预测分子质量为59 kDa,等电点为9.35。具有12个跨膜结构域和TLC结构域,其中TLC结构域含有4个功能保守位点。与蜜蜂微孢子虫的ADP/ATP转运蛋白比较,氨基酸序列一致性达30%。系统进化分析表明微孢子虫ADP/ATP转运蛋白聚为一类,具有共同的起源。成功构建了NbADP/ATP-△TM-DHFR-pET30a原核表达重组质粒,目的基因获得表达,其融合蛋白分子量约为37 kDa,纯化重组蛋白并制备了多克隆抗体。免疫印迹分析表明,成熟微孢子虫中表达ADP/ATP转运蛋白;间接免疫荧光定位结果显示,家蚕微孢子虫孢子ADP/ATP转运蛋白定位于孢子质膜上。【结论】本研究将为阻断微孢子虫能量来源,达到控制和防治家蚕微粒子病提供新的思路。     

RAPD分析在绢丝昆虫亲缘关系研究中的应用：Ⅱ．柞蚕品种间的遗传差异

采用RAPD技术,对5个柞蚕品种的遗传差异进行比较研究,结果表明,所采用40个随机引物中,有27个引物扩增谱清晰且重复性较好,扩增总片段数253条,单个引物的扩增片段数在4－16之间,片段大小在0．33－3．0kb之间。不同柞蚕品种间的遗传差异较小,遗传距离（D）在0．066－0．1659之间,根据D值,由UPGMA聚类分析软件绘制了它们的分子进化树。     

A novel hexamerin with an unexpected contribution to the prophenoloxidase activation system of the Chinese oak silkworm,Antheraea pernyi

Hexamerin was originally identified as a storage protein but later confirmed to be involved in many physiological processes. In the present study, we cloned and characterized a novel hexamerin complementary DNA sequence from the Chinese oak silkworm, Antheraea pernyi (Ap-hexamerin), which shows high homology with reported insect methionine-rich hexamerins. The tissue distribution and time course of expression demonstrated that Ap-hexamerin was predominantly synthesized in the fat body and the expression level was significantly increased in response to the microbial challenge, suggesting the relevance of Ap-hexamerin to immune responses. In further immune functional studies, Ap-hexamerin was confirmed to take part in the upregulation of prophenoloxidase (PPO) activation in A. pernyi haemolymph triggered by pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). Additional molecular interaction analysis revealed that Ap-hexamerin is capable of binding the PAMPs used in the phenoloxidase assay, suggesting hexamerin in A. pernyi may positively regulate haemolymph PPO activation, acting as a pattern recognition protein.     

感染球孢白僵菌的家蚕免疫应答差异表达基因分析

【目的】筛选家蚕Bombyx mori应对白僵菌Beauveria bassiana侵染的应答基因, 以进一步研究家蚕抵御真菌侵染的分子机制。【方法】采用新一代Solexa高通量测序技术对感染白僵菌及未感染白僵菌的对照组家蚕进行了测序分析, 筛选差异表达基因; 结合生物信息学工具分析差异表达基因的功能注释、 分类及涉及的信号通路等; 应用荧光定量PCR技术验证10个基因的差异表达。【结果】通过测序和生物信息学分析共获得377个差异表达基因, 其中表达上调基因236个, 下调基因141个; KEGG通路分析表明, 各通路中既有表达上调的基因, 也有下调基因; 12个上调基因、 26个下调基因参与3个显著性富集的KEGG通路, 即核糖体、 氨酰tRNA生物合成和剪接体通路。定量PCR与测序结果显示, 溶菌酶、 热激蛋白、 谷胱甘肽S-转移酶、 肽聚糖识别蛋白等与免疫应激相关的蛋白基因均呈现表达上调。【结论】本研究筛选获得的差异表达基因, 特别是上调表达的基因可能与家蚕应对白僵菌侵染的应答机制有关, 其中与免疫应激相关的蛋白基因如溶菌酶、 热激蛋白、 谷胱甘肽S 转移酶、 肽聚糖识别蛋白基因等可能直接参与了家蚕对白僵菌的免疫识别和防御, 研究结果为从分子水平阐明家蚕抵御真菌侵染的防御机制和白僵菌对家蚕的致病机理提供新的依据。     

柞蚕Septin基因的克隆及表达分析

Septin蛋白参与了细胞分裂、细胞内物质转运、细胞周期调控及细胞凋亡等生理反应,并且发现与肿瘤发生、神经功能障碍和病原物侵染的过程直接相关。研究克隆了柞蚕septin基因全长,序列分析表明septin基因全长1904 bp,开放阅读框长度为1137 bp,编码378个氨基酸。多重序列比对分析表明柞蚕septin与家蚕及黑脉金斑蝶septin相似性最高,聚为一类。实时定量PCR结果表明柞蚕septin基因在各个组织中都有表达,但在血细胞中表达量最高,其次是表皮,而在丝腺中表达量最低。通过构建原核表达载体,柞蚕septin蛋白在大肠杆菌中成功诱导表达。