家蚕后部丝腺GPT的分离纯化与动力学性质

本文用丝腺匀浆抽提液经硫酸铵分级沉淀、ＤＥＡＥ－纤维素柱层析和羟基磷灰石柱层析等步骤分离纯化了家蚕后部丝腺谷丙转氨酶（ＥＣ２．６．１．２,ＧＰＴ）,并研究了它的动力学性质。该酶由两种不同亚基组成,分子量分别是５４０００和２１０００;对丙酮酸、α－酮戊二酸、Ｌ－丙氨酸和Ｌ－谷氨酸的Ｋｍ值分别是２．５×１０－４、４．２×１０－４、９．６×１０－３和１２．５×１０－３ｍｏｌ／Ｌ;最适温度５０℃,最适ｐＨ８．５;Ｋ＋、Ｍｇ２＋和Ｃａ２＋等离子对酶有激活作用,Ｎａ＋、Ｍｎ２＋、Ｃｕ２＋和Ｚｎ３＋等离子对酶有抑制作用;酶的活性中心含有巯基或咪唑基。     

家蚕（Bombyx mori）5龄幼虫丝腺染色质在核基质上的组构

家蚕(Bombyx mori)5龄幼虫丝腺的染色质高度多倍化,整个基因组达10~5至10~6个拷贝。依次经低盐和高盐抽提5龄幼虫中丝腺、后丝腺和蚕体的细胞核,得到其核晕 (nuclearhalo),限制性内切酶消化后还有一部分DNA片段与核基质紧密结合在一起,说明染色质的组织与核基质有关。通过测定核基质上残留的DNA片段的平均长度及其在全基因组DNA中所占的百分比计算出,核晕上DNAloop的平均大小在中丝腺、后丝腺以及蚕体细胞中均为67kb左右。丝腺中高度多倍化的染色质与二倍体蚕体组织之间并不存在差异,它们同样被错定在核基质上而分隔成长约67kb的染色质loop,从而保证整个基因组的有序排列。以丝素基因为探针进行DNA印迹杂交发现,在5龄后丝腺中丝素基因特异性地和核基质紧密结合,说明核基质与丝素基因的组织特异性表达有关。     

20-羟蜕皮素对家蚕后部丝腺细胞超微结构的影响

应用超薄切片和电镜技术,详细观察了蜕皮激素(MH)对家蚕Bombyx mori后部丝腺细胞超微结构的影响.电镜观察表明,家蚕后部丝腺细胞对MH处理极为敏感.一经MH处理,其细胞核的形态结构和细胞质中各种细胞器的发生、发展都呈现出明显的变化,并且与MH处理时期及剂量有关:五龄前期适量MH(4μg/头)处理,能促进与丝蛋白合成有关细胞器的形成与发展,加速腺细胞的成熟生长;较高剂量(8—16μg/头)处理,则导致自噬体的过早发生.五龄中、后期MH处理,一方面促进了粗面内质网等细胞器的进一步发达,另一方面也提高了自噬体的发生数量;处理剂量越高,后一种倾向越突出.这些结果证明,后部丝腺细胞超微结构的变化受MH调节.     

蜕皮激素与丝蛋白合成:植源性蜕皮激素对家蚕后部丝腺核酸代谢的影响

给家蚕五龄幼虫添食植源性蜕皮激素(以下简称MH),对后部丝腺的核酸代谢都有直接影响,但由此引起的效应却是复杂的,与添食的时期和剂量以及蚕品种等因素有关。五龄每天低剂量(夏蚕0.5微克/头,春蚕2微克/头)连续添食和前期一次添食(2—4微克/头)对后丝腺RNA的合成都有明显的促进作用,并且RNA含量增长高峰是在五龄中期以后;每天较高剂量连续添食和中期一次添食,都表现为抑制作用。添食MH对后部丝腺DNA合成的影响与RNA的变化不尽一致;在每天0.5微克/头连续添食区表现出强烈的促进作用,而其余各处理区都出现明显的抑制。由此认为MH能直接作用于遗传物质DNA,通过调节有关基因的复制或者转录速度,从而对丝蛋白的生物合成产生某种影响。     

蜕皮激素对家蚕后部丝腺谷氨酸-丙酮酸转氨酶活力的影响

本文报道了β-蜕皮激素(简称MH)对家蚕后丝腺谷氨酸-丙酮酸转氨酶(简称GPT)活力以及产丝量的影响。对五龄不同时期一次添食MH和每日连续添食MH以及MH剂量变化的研究结果表明:无论何种处理,MH都能促进GPT的活力;但不同的处理,其效果不一样。其中以五龄前期添食MH和五龄每日低剂量(夏蚕每头0.5微克和春蚕每头2微克)连续添食的处理,效果最佳;不但能促进GPT的活力,而且能提高丝蛋白合成能力。此外,还发现添食MH的浓度与GPT活力并不相关;MH对GPT活力的影响,因蚕品种而有差异,春蚕多丝量品种较夏蚕少丝量品种效果显著;MH低剂量多次添食比高剂量一次添食可避免产生不良后果。     

家蚕五龄幼虫血淋巴内维生素的研究

本实验对家蚕Bombyx mori五龄健康的雌雄幼虫、氟中毒的雌幼虫、细胞质多角体病毒(CPV)感染的雄幼虫血淋巴内的烟酸、烟酰胺、吡哆辛(VB₆)、硫胺素(VB₁)及核黄素(VB₂)含量,采用离子对反相色谱法进行了定量测定.在五龄幼虫发育阶段,血淋巴内每种维生素含量均是雌蚕高于雄蚕,健康者高于病态者,且病蚕含维生素的量持续下降;烟酸和烟酰胺浓度一直减少,可能是部分烟酸、烟酰胺在酶作用下与某些蛋白质结合,部分烟酸、烟酰胺形成NADP酶的缘故;VB₆、VB₁和VB₂浓度增加,是幼虫大量摄食、贮存能量和营养,供日后生命循环需要的结果.     

蜕皮激素对家蚕卵黄原蛋白基因表达的调控

蜕皮激素（20-hydroxy ecdysone,20E）是由前胸腺分泌的能调节节肢动物昆虫纲、甲壳纲等动物蜕皮的激素. 家蚕属于完全变态昆虫,一生经历卵、幼虫、蛹、成虫四个发育时期. 20E在家蚕发育过程中有不可替代的作用. 本研究通过酶联免疫吸附反应（ELISA）测定家蚕变态期前后血淋巴中20E滴度,发现在卵黄原蛋白基因 (Bombyx mori vitellogenin, BmVg) 高量表达前的雌雄血淋巴中20E含量没有明显差异,但含量变化趋势与BmVg表达趋势相一致. 用20E注射上蔟后60 h的家蚕和添食5龄家蚕, 能诱导雌性和雄性脂肪体中BmVg表达和蛋白合成. 调查处理后的家蚕所产卵中的卵黄磷蛋白（BmVn）含量及重量,发现蚕卵中BmVn含量及蚕卵重量都明显增加|本研究还通过脂肪体体外培养,证明了20E是直接作用于脂肪体来诱导BmVg的表达. 本研究结果表明,20E是通过诱导脂肪体中BmVg的转录来增加蚕卵中BmVn积累,从而最终使得蚕卵重量也相应增加.     

家蚕幼虫不同龄期体内主要解毒酶及其基因表达的性别差异

为了研究家蚕Bombyx mori性别与抗性的关系,本研究采用Thermo酶活性测定法和实时荧光定量PCR法,比较不同龄期雌雄家蚕起蚕体内解毒酶活性及其基因的表达差异。结果表明：解毒酶及其基因在雌雄个体之间均存在明显差异,谷胱甘肽S-转移酶活性及其基因BmGSTe5的表达量在1～3龄表现为雌蚕高于雄蚕,4龄和5龄则表现相反,其中4龄雄蚕酶活性和基因表达量分别是雌蚕的3.65倍和5.11倍,推测与雄蚕精巢在4龄初迅速发育有关。雄蚕乙酰胆碱酯酶活性在2～4龄分别是雌蚕的1.48,1.34和1.40倍;乙酰胆碱酯酶基因Bm-ace1在2龄和3龄性别差异不明显,Bm-ace2在2～4龄为雄性高于雌性,雄性分别是雌性的1.75,2.17和2.40倍,提示Bm-ace2对性别间该酶活性的差异影响较大。羧酸酯酶活性在2龄和3龄雄蚕较高,分别是雌蚕的1.23和1.87倍,4～5龄雌蚕较高,分别是雄蚕的1.23和1.22倍;羧酸酯酶基因BmCarE-5和BmCarE-10在性别间的差异规律均与酶活性相反,即羧酸酯酶表现为较高的基因表达量对应较低的酶活性,推测在家蚕体内可能存在“羧酸酯酶突变”现象。结果为研究基因表达产物的修饰方式及其功能开辟了新的研究路径,为家蚕性别与抗药性的研究提供了重要参考。     

家蚕前部丝腺特异表皮蛋白Bm11721的鉴定及表达

家蚕的丝腺是其丝蛋白合成和分泌的器官,根据其形态和功能的不同分为前部、中部和后部丝腺,前部丝腺不具有合成丝蛋白的能力,是丝蛋白构象发生转变的场所。剪切力在丝蛋白构象转变中起到重要的作用,其在家蚕前部丝腺主要由前部丝腺逐渐变细的管腔结构和富含几丁质及表皮蛋白的坚硬的内壁提供。鉴定家蚕前部丝腺新的几丁质结合蛋白,并调查其在家蚕幼虫不同组织的表达特征。通过几丁质亲和层析的方法在前部丝腺筛选并鉴定到一个新的具有几丁质结合功能的表皮蛋白Bm11721,其编码基因编号为BGIBMGA011721(Gen Bank Accession No.NM-001173285.1)。利用原核表达系统成功表达了该蛋白,通过Ni-NTA亲和层析的方法获得了Bm11721的重组蛋白并制备了多克隆抗体。组织表达分析发现无论是转录水平还是蛋白水平Bm11721均只在前部丝腺特异表达,且Bm11721蛋白在5龄期的前部丝腺中恒定表达。免疫荧光定位结果显示Bm11721蛋白定位在前部丝腺的内膜中,推测其可能与前部丝腺的机械硬度有关,为丝蛋白的构象转变提供剪切力。     

丝蛋白合成和分泌期家蚕丝腺中有氧氧化特性分析

【目的】有氧氧化中葡萄糖(Glc)、丙酮酸(PA)、乙酰Co A(AC)、还原型吡啶核苷酸(NADH)和腺苷三磷酸(ATP)摩尔数的理论比值为1∶2∶2∶10∶30~32,而己糖激酶(HK)、磷酸果糖激酶1(PFK1)、丙酮酸激酶(PK)、丙酮酸脱氢酶(PDH)、柠檬酸合酶(CS)、异柠檬酸脱氢酶(ICDHm)、α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDH)、NADH泛醌还原酶(NCR)、琥珀酸泛醌还原酶(SCR)、泛醌细胞色素C还原酶(CCR)、细胞色素C氧化酶(CCO)和ATP合酶(AS)活性的理论比值为1∶1∶2∶2∶2∶2∶2∶10∶2∶12∶12∶26~28。本研究旨在分析丝蛋白合成和分泌期家蚕Bombyx mori丝腺有氧氧化的特性。【方法】利用分光光度法和高效液相色谱法测定了上述生化指标的变化。【结果】丝蛋白合成和分泌期家蚕丝腺中检测不到Glc,产物含量以1/30 ATP,1/10 NADH,1/2 AC和1/2 PA的顺序递增;糖酵解途径相关酶活性,以PFK1活性最低;三羧酸循环相关酶活性以1/2 ICDHm,1/2α-KGDH和1/2 CS的顺序递增;氧化磷酸化相关酶包括1/26 AS,1/10 NCR,1/2 SCR,1/12 CCR和1/12 CCO的活性以1/26 AS活性最低;1/26 AS,1/2 ICDHm,1/2 PDH和PFK1的活性依次递增。NADH含量、ATP含量、PFK1活性、PDH活性和NCR活性在丝蛋白合成期升高,但在丝蛋白分泌期下降。【结论】据此推测,家蚕丝腺中PFK1,ICDHm和AS分别是糖酵解途径、三羧酸循环和氧化磷酸化的限速酶;糖酵解途径、丙酮酸脱氢、三羧酸循环和氧化磷酸化速率依次递减;有氧氧化速率在丝蛋白合成期升高,相反在丝蛋白分泌期降低。     

家蚕BmlncR2036调控P25基因启动子活性及参与中肠发育调控

[目的]长链非编码RNA (long non-coding RNA,lncRNA)对家蚕Bombyx mori发育具有重要调控作用.我们在前期研究中发现一个位于家蚕丝素蛋白基因P25附近的lncRNA BmlncR2036.本研究旨在进一步探索BmlncR2036调控家蚕P25基因表达的分子机制.[方法]qPCR检测B...     

家蚕幼虫BmToll9基因对肽聚糖和金黄色葡萄球菌的响应表达

【目的】Toll信号通路是昆虫中重要的免疫信号通路,其中Toll受体在保持Toll通路的正常免疫应答、抵抗外源病原体中起到关键的作用。本研究旨在探究肽聚糖和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus对家蚕Bombyx mori Toll受体基因BmToll9-1和BmToll9-2表达的影响。【方法】将革兰氏阳性菌细胞壁主要成分肽聚糖和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌分别注射感染家蚕5龄第1天幼虫,诱导其发生免疫反应;采用实时荧光定量PCR分析注射后不同感染时间点BmToll9-2和BmToll9-1基因在家蚕幼虫中肠、表皮、脂肪体和丝腺中的相对表达水平。【结果】往家蚕5龄幼虫中注射肽聚糖或金黄色葡萄球菌后,BmToll9-2基因出现了时间和组织的差异性表达。注射肽聚糖和金黄色葡萄球菌均能诱导5龄幼虫中肠BmToll9-2基因的表达上调,注射肽聚糖和金黄色葡萄球菌分别在3和6 h时对基因表达的诱导效果最好,且注射金黄色葡萄球菌比注射肽聚糖对基因表达的诱导效果更好。注射金黄色葡萄球菌能引起5龄幼虫表皮、脂肪体和丝腺中BmToll9-2基因的表达上调,分别于注射后24, 6和24 h时诱导效果最好。注射金黄色葡萄球菌亦能诱导同源的BmToll9-1基因的上调表达。【结论】家蚕幼虫BmToll9基因在肽聚糖或金黄色葡萄球菌注射处理后均能在不同组织中发生上调表达,推测BmToll9基因参与了家蚕对肽聚糖和金黄色葡萄球菌的免疫反应。     

家蚕5龄幼虫精巢和卵巢microRNA芯片及转录组比较分析

【目的】本研究旨在通过对家蚕Bombyx mori 5龄幼虫精巢和卵巢组织微小RNA (microRNA, miRNA)基因芯片及转录组进行分析,找到参与家蚕性腺发育相关的miRNA分子及可能的靶基因。【方法】采用新一代高通量测序平台对家蚕5龄幼虫精巢和卵巢(分别定义为Test和Control)进行miRNA基因芯片检测及转录组测序分析,根据P＜0.05且log₂(fold change, FC)≥2的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达miRNA;根据q≤0.05且|log₂(fold change)|≥1的标准,通过比较筛选出Test vs Control的差异表达基因 (differentially expressed genes, DEGs);随机选取8个上调和12个下调差异表达miRNA,对其表达及其预测的5个靶基因进行qRT-PCR验证;对DEGs以及差异表达miRNA的靶基因进行KEGG通路富集分析。【结果】从精巢和卵巢样本中(Test vs Control)分别鉴定出68个差异表达miRNA和3 991个DEGs,其中上调和下调miRNA分别为36和32个,上调和下调DEGs分别为2 033和1 958个。差异表达miRNA的qRT PCR验证结果均与芯片数据一致。KEGG通路富集分析结果显示DEGs在新陈代谢及核糖体的信号通路显著富集。对差异表达miRNA在DEGs中的可能靶基因进行预测,结果找到了4组表达趋势相反的miRNA与靶基因：分别是bmo-miR-2774a与LOC101745556;bmo-miR-92b与LOC101735954以及bmo-miR-3266与LOC733130和LOC778467;1组表达趋势一致的miRNA与靶基因：bmo-miR-3321与LOC101744895。5个靶基因的qRT-PCR验证结果与转录组测序结果一致。【结论】本研究获得了家蚕5龄幼虫精巢和卵巢转录组及miRNA芯片数据,筛选并验证了4组差异表达和1组一致表达miRNA及潜在靶基因,为探究家蚕精巢和卵巢发育差异奠定了基础。     

蓖麻蚕后部丝腺体丙氨酸-tRNA和甘氨酸-tRNA同功受体相对含量的变化

用氨基酸选择性地保护相应的tRNA同功受体,使其3′端羟基不被过碘酸氧化,去氨酰化后用³²pCp标记、双向聚丙烯酰胺凝胶电泳分离的方法,分析了蓖麻蚕后部丝腺体tRNA^Ala和tRNA^Gly同功受体相对含量的变化。从5龄期24小时到85小时,这两种tRNA同功受体的数目和电泳相对位置没有明显变化,tRNA^Ala主要分为四个同功受体,tRNA^Gly主要为三个。tRNA^Ala同功受体的相对含量有变化,其中tRNA₃^Ala增加10%,tRNA₂^Ala下降11%,tRNA^Gly同功受体的相对含量无明显变化。     

激素和限食处理对家蚕SPs与Serpins基因表达的影响

【目的】为了调查激素和限食处理对家蚕幼虫丝氨酸蛋白酶(SPs)与丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serpins)基因表达的影响。【方法】使用RT-PCR、实时定量PCR以及Western-blot的方法研究了部分SPs、Serpins基因在m RNA和蛋白质水平上的表达情况,以及20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone,20E)、保幼激素类似物(JHA)和限食处理后SPs与Serpins家族基因的变化。【结果】调查的基因在m RNA和蛋白质水平上的表达情况一致,SPs基因在中肠中特异表达,5龄中期达到顶峰,而Serpins基因主要在丝腺中表达,5龄中后期的表达较高;20E处理5龄3日家蚕幼虫,SPs和Serpins基因呈现不同的调控趋势,JHA对这两类基因的表达具有类似的正调控作用,激素对基因的调控主要与发育时期及激素剂量有关;Spi1基因在幼虫饥饿处理后出现下调比Spp晚,暗示Serpins受取食的直接影响比SPs慢,也说明了食物供需对丝腺的反应迟于对中肠的影响。SPs和Serpins基因的这种组织表达特异性,为它们参与相应组织中的特异性转录调控提供了佐证,而发育时期表达差异和激素及限食处理后调控变化体现了基因执行功能上的时序性和特殊性。【结论】家蚕丝物质合成效率与SPs及Serpins基因在m RNA和蛋白水平上的表达有关,这将有助于更好地理解家蚕丝物质形成和积累的调控机理。     

基因表达谱分析牛早期胚胎发育过程的调控机理

早期胚胎的死亡会给畜牧业的发展带来巨大的经济损失, 特别是对于母牛生产来说更是如此, 因此研究早期胚胎发育过程具有极为重要的价值。文章从公共数据库GEO中选取了关于牛早期胚胎发育过程的一套基因表达谱数据, 通过显著性分析及聚类分析来研究牛早期胚胎发育过程中不同时期的基因组表达模式。结果表明: 整个牛早期胚胎发育过程大致可划分为3组不同的基因组表达模式阶段; 同时, 差显基因在不同时期表达量的波动情况表明8-细胞期和16-细胞期在牛的整个早期胚胎发育过程的重要性。另外, 通过进一步的功能注释和通路分析表明在牛胚胎早期发育不同阶段时期存在着一些重要因子及相关通路。     

面向药物发现和精准医疗的基因表达谱分析

作为功能基因组学中重要的组成部分,基因表达谱在生物学、医学和药物研发等多个领域发挥着重要作用.特别是随着精准医疗概念的提出,整合多组学数据用于个性化医疗是未来的发展趋势.本文从基因表达谱的基本概念出发,重点介绍面向药物发现的基因表达谱分析方法,即基于关联图谱的方法、基于基因调控网络的方法和基于多组学数据整合的方法.系统整理了各种方法的研究进展,特别是在抗癌药物研发领域的最新进展,为利用基因表达谱数据进行药物研发提供方法借鉴.     

不同催青方式对二化性家蚕过氧化氢酶基因表达的影响

25℃明催青和15℃暗催青分别诱导二化性家蚕Bombyx mori 产滞育性卵和非滞育性卵。此前我们的研究表明, 上述催青处理的二化性家蚕H₂O₂水平存在显著差异。过氧化氢酶（catalase, CAT）是昆虫清除H₂O₂的关键酶。为了进一步明确家蚕滞育过程中H₂O₂代谢的调控机制, 用RT-PCR测定了上述两种催青处理对二化性家蚕CAT基因表达的影响。结果表明：25℃明催青显著提高了滞育诱导和决定阶段的CAT mRNA 水平和CAT活性。滞育性卵的CAT mRNA水平在产后24 h形成峰值, 在72 h后消失; CAT活性在96 h前上升, 120 h后保持于低水平。非滞育性卵的CAT mRNA水平和CAT活性都随着胚胎发育而上升。可见, 25℃明催青诱导二化性家蚕子代滞育可能是通过影响CAT基因表达来调节H₂O₂水平。     

家蚕幼虫血细胞密度变化成因及血细胞密度与耐高温性的关系

[目的]血细胞是昆虫血淋巴免疫的主导者.调查家蚕Bombyx mori幼虫血细胞密度变化和成因、血细胞密度与家蚕抗性的关系,是研究家蚕血细胞相关的免疫调控和抗性育种的重要组成.[方法]用细胞计数板统计家蚕品种大造不同龄期(4龄第1-4天、5龄第1-8天和上蔟期)幼虫10 μL血淋巴中的血细胞数目并计算血细胞密度,利用I...