环境条件诱导的家蚕滞育系与非滞育系中游离核苷酸的动态变化

家蚕二化性品种卵的滞育性是由亲代卵胚胎期接受的环境条件决定。在生物体中,ATP和UTP不仅是遗传物质的原料和能量物质,也是重要的信号分子,它们作为神经递质可以激活许多生理过程。本研究利用高压液相色谱(HPLC)检测了家蚕二化性品种大造刚孵化幼虫和终龄幼虫的游离核苷酸的含量。结果表明,预定次代产滞育卵[亲代卵高温(25℃)光照]比预定次代产非滞育卵[亲代卵低温(15℃)黑暗]的刚孵化幼虫整体特别是头部ATP和UTP含量高,并达到显著水平,随着发育到上簇阶段,这种差异显著增加。这些结果暗示,家蚕体内特别是头部游离核苷酸与由环境诱导的家蚕卵滞育性有关,为进一步研究家蚕脑对环境条件的接受、保持的机制提供了一条重要途径。     

生物科学专业信息资源推介

数据库名称BGI家蚕基因组数据库BGI SilkwormDatabase数据库网址http://silkworm.genomics.org.cn/数据库简介家蚕基因组有28条染色体,约4.8亿碱基对,估计有基因4万个。2003年11月,中科院华大基因和西南农大等单位已率先完成家蚕基因组"框架图"绘制工作,在此基础上构架家蚕基因     

家蚕去氧核糖核酸诱导蓖麻蚕遗传变异的初步研究

在真核生物中,异源核酸诱导遗传变异问题,二十年来引起了人们很大的兴趣和不断的研究。1958年,我们曾经将从蓖麻蚕蛹上制备的核碎片,注入到一化性的家蚕三龄幼虫体内,看到了受体的化性性状发生了变化,即原来的不再孵化了的卵又孵化出了蚁蚕,而且变化还可以表现于后代。本文报告的是我们近年来在核酸诱变研究方面所得到的一些试验结果。     

环境激素邻苯二甲酸丁基苄酯对家蚕生殖的影响

为了探讨环境激素邻苯二甲酸丁基苄酯(Butyl Benzyl Phthalate,BBP)对家蚕(Bombyx mori)等鳞翅目昆虫的生殖损伤,家蚕饲以不同浓度BBP喷洒后的桑叶,调查了BBP对家蚕造卵、产卵等生殖机能的影响。结果表明:BBP影响家蚕的体重增加、存活率及产卵特性,随着BBP浓度的增加,影响逐渐加大,1.6 mmol/L添食5龄起蚕时,造卵数及产卵数仅为对照的56.1%和51.4%,对受精及孵化等的影响具有相同变化趋势,只是对雄性的影响大于雌性;不同时期的添食结果表明,BBP对家蚕生殖的影响:3龄起蚕4龄起蚕5龄起蚕,0.16 mmol/L添食时,造卵数及产卵数分别只有对照区的57.5%、66.3%、97.6%及58.7%、74.1%、96.0%;BBP添食对存活下来的个体的下一代的茧质几乎没有影响。由以上结果表明:BBP对家蚕的生殖具有明显的毒害作用,BBP添食浓度越高,接触时间越早,在蚕体内积累越多,产生的生殖毒性就越大,而且这种毒性雄性大于雌性。     

高低温催青温度敏感期家蚕卵的差异蛋白筛查

滞育（Diapause）是昆虫发育停滞或减缓的生理状态,家蚕Bombyx mori作为卵滞育的代表,其滞育过程已得到广泛研究,但诱导滞育发生的分子机制尚不清楚。二化性家蚕滞育性由遗传和母系在胚胎期所处的环境条件决定,25℃催青蚕卵孵化后的家蚕产滞育卵,15℃低温催青则诱导家蚕产下非滞育卵。本研究分别用25℃和15℃催青蚕卵,在发生滞育诱导的温度敏感期取样,抽提蛋白质通过非标（Label-free）蛋白质组定量技术进行质谱测序。筛选出具有明显表达差异的蛋白104个,其中56个蛋白上调,48个蛋白下调。通过生物信息学对差异蛋白进行GO分类和KEGG功能富集分析,结果显示差异蛋白主要参与生长发育、物质代谢和胁迫应答等生物过程;同时差异蛋白主要参与胰岛素信号通路、乙醛酸和二羧酸代谢等相关途径。分别选取上调基因和下调基因进行qRT-PCR验证,其趋势与蛋白组学结果一致。该研究将为进一步解析家蚕滞育诱导发生机制提供靶标蛋白和数据参考。     

我国家蚕资源的利用与研究现状

家蚕(桑蚕)和蚕桑产业在我国古代经济发展中就具有重要作用,人们在利用家蚕蚕丝作为丝织品原料的同时也将蚕蛹等作为食品以及中医药的原料加以利用。现如今,随着国家"一带一路"战略的提出,古老的丝绸之路又被重新认识和发扬光大,与此同时,家蚕的经济、食药用价值亦愈发受到人们的关注与重视。本文概述了家蚕不同形态阶段及其产物在食用、药用、保健等方面的价值与研究现状,同时也对目前家蚕开发利用中存在的一些问题进行了分析,提出了一些思考和解决方案。此外,对家蚕资源的进一步开发利用,拓展蚕桑资源新领域和新市场进行了展望。     

转基因技术让蚕宝宝吐蜘蛛丝

正我国古代劳动人民在8500年前就开始驯养家蚕,蚕桑丝绸产业在中国起源和发展,并在向全球传播过程中,慢慢积淀形成了丝绸之路。家蚕因其巨大的经济价值和白胖温顺的乖巧形象,而被人们冠以"蚕宝宝"的称呼。生命科学的不断发展,尤其是20世纪50年代以日本科学家为代表的家蚕遗传学研究,以及进入21世纪以来以我国西南大学家蚕团队为代表的家蚕基因组学研究取得的一系列突破性成果,让人们越来越多地认识到蚕宝宝除了吐丝结茧以外的更多重要用途。经过数千年的驯化和选择,家蚕已经具备了异常强大的泌丝能力,1头     

紫外线灭菌灯对家蚕卵期照射提高幼虫抗性的试验(初报)

为了提高家蚕抗病力的功效,作者于1962年进行了紫外线照射家蚕的试验。初步肯定,照射能提高家蚕幼虫期对核型多角体病毒感染的抵抗力。今将试验结果整理于后,供作参考。 方法及材料 用家蚕华九×瀛汉一代杂种作为材料。自丙_2胚子期催青开始,在紫外线灭菌灯下照射直到点青期止。紫外线灭菌灯波长3537埃,照射距离45厘米,照射时间第一次在春季,分为每日0、15、30、60和90分钟五个等级。第二次在秋季分为0、30、60、90、120和150分钟六个等级。第三次重复试验照射90分钟与未照射二个区。各级试验区的蚕卵孵化后饲养到三龄超蚕时,用核型多角体病毒LD(50)的剂量(每头30万粒)饲喂幼虫,测定幼虫对核型多角体病毒抵抗力提高的程度。     

一种家蚕类浓核病毒的组织病理学特征

本文从家蚕病蚕中分离到一种家蚕类浓核病毒（BmDNV-Like）,对它的组织病理学研究表明:该病毒首先寄生家蚕中肠柱状细胞,继而引起其细胞核的膨大和破裂;组织原位杂交结果表明该病毒既能在家蚕中肠柱状细胞中增殖,也能在中肠的杯形细胞中增殖,甚至在感染后期能在家蚕幼虫的大部分组织细胞中感染和增殖。     

家蚕吡哆醛激酶的融合表达与纯化

【目的】吡哆醛激酶（pyridoxal kinase, PLK, EC 2.7.1.35）是维生素B6的关键代谢酶。本研究原核表达家蚕Bombyx mori重组PLK, 为进一步开展家蚕PLK的催化作用机制和表达调控机制的研究奠定基础。【方法】构建家蚕PLK基因融合表达质粒, 转化大肠杆菌Escherichia coli诱导表达, 经Ni²⁺ 亲和层析纯化后, 对融合蛋白的催化活性进行分析。【结果】纯化后的家蚕重组PLK经SDS-PAGE鉴定为单一条带, 比活力为1 800 U/mg, 纯化倍数为40倍。在底物过量的条件下, 该重组酶的体外最适反应温度是50℃; 最适pH为5.5~6; Zn²⁺ 是酶促反应有效的激活剂。【结论】重组家蚕PLK与来源于家蚕组织的PLK具有相同的催化性质。     

蜕皮激素诱导下家蚕CYP3基因家族的表达变化

为了研究家蚕Bombyx mori CYP3家族基因经蜕皮激素诱导后的表达变化, 用蜕皮激素溶液（2×10^-3 μg/μL）浸泡的桑叶喂食家蚕B. mori 5龄幼虫, 以不用蜕皮激素处理的桑叶喂食家蚕为对照, 采用双跟踪标定定量PCR（dual-spike-in qPCR）方法, 检测在蜕皮激素诱导下家蚕中肠和脂肪体内CYP3基因家族的转录水平。结果表明: 与对照相比, 在蜕皮激素诱导下家蚕幼虫体内脂肪体中CYP302, CYP306和CYP339的转录水平分别上升了191.4, 7.4和421倍, 在中肠中变化不显著; 其余基因转录水平变化不明显或检测不到转录活性。结果说明CYP339基因有可能参与家蚕蜕皮激素的代谢, 这为进一步研究P450基因与内源物质的关系提供理论基础。     

家蚕丝氨酸蛋白酶抑制剂基因serpin-6的克隆、序列分析和组织表达

本文利用RT-PCR和RACE方法,获得了家蚕Bombyx mori丝氨酸蛋白酶抑制剂基因（serpin）的开放读码框(ORF) 和5′UTR序列。根据该基因与其他昆虫serpin的同源性关系将其命名为家蚕serpin-6 基因,GenBank登录号EU159447。为了研究serpin-6与家蚕免疫反应的相关机理,对serpin-6基因的组织表达和免疫刺激反应进行了研究。结果表明该基因在家蚕的头部和生殖腺中mRNA表达量非常高,在中肠,脂肪体,丝腺和血淋巴表达量较低。用脂多糖(LPS) 刺激5龄第3 d家蚕后,serpin-6基因在脂肪体和血淋巴中都被显著诱导表达,且都在刺激6 h后表达量最高。推测该基因在家蚕细胞免疫反应中起着一定的作用。     

家蚕β-呋喃果糖苷酶基因BmSuc1的CRISPR敲除载体的构建与导入

【目的】CRISPR/Cas9是近些年报道较多的基因编辑新工具,具有简便高效、特异性强等优势。BmSuc1是从鳞翅目经济昆虫家蚕Bombyx mori体内发现的编码β-呋喃果糖苷酶(β-fructofuranosidase,β-FFase)的基因,也是首个被克隆和鉴定的动物型β-FFase编码基因。β-FFase是作用于果糖基的蔗糖水解酶,BmSUC1可能与家蚕防御桑叶生物碱的生理过程有关,但目前其发挥作用的分子机制尚不清晰。为了解析BmSuc1在蚕体的作用途径及其生理功能,本研究基于CRISPR/Cas9基因编辑系统构建表达双元sgRNA的CRISPR载体,用于敲除家蚕基因组中的BmSuc1基因。【方法】根据目的基因BmSuc1的ORF序列设计2条sgRNA,通过同源重组的方法分别插入CRISPR载体的Sal I和Nhe I酶切位点。进而利用转基因显微注射技术将该编辑载体注入G_0代蚕卵,经催青孵化饲养家蚕并自交制备G_1代蚕种。【结果】PCR验证及测序结果均表明CRISPR编辑载体构建成功。根据Ds Red2红色蛋白的荧光标记,从G_1代家蚕幼虫中成功筛选出阳性转基因个体。【结论】本文详细介绍了表达双元sgRNA的CRISPR载体的构建方法,所获得的阳性转基因家蚕对于下一步探讨BmSuc1在家蚕糖类营养的吸收与利用途径中的作用奠定了重要的实验基础,有助于阐明蚕-桑相互选择和适应的分子机制。     

新霉素抗性基因在家蚕中的插入和表达

构建含新霉素抗性基因（ｎｅｏｍｙｃｉｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｇｅｎｅ,ｎｅｏＲ）的重组质粒ｐＦＮ,经ＨｉｎｄＩＩ酶切后,用基因枪将ＤＮＡ片段导入家蚕早期受精卵中（Ｇ０代）。孵化的Ｇ１、Ｇ２代蚁蚕均经含新霉素的人工饲料添食２４ｈ后,筛选出新霉素抗性的个体（能正常生长发育的）改为桑叶饲养。于Ｇ２代的５龄第二天从后部丝腺抽提总ＤＮＡ,再以ｎｅｏＲ的ｃＤＮＡ为探针进行Ｓｏｕｔｈｅｒｎ杂交检测。结果表明ｎｅｏＲ基因已转入家蚕ＤＮＡ中,获得了含ｎｅｏＲ的转基因蚕。     

四种启动子调控RFP报告基因在家蚕细胞(Bm-e-HNU5)内的瞬时表达

以红色荧光蛋白基因（RFP）为报告基因,构建含4种不同启动子的重组表达质粒,用脂质体介导法转染家蚕Bombyx mori细胞（Bm-e-HNU5）,观察家蚕细胞质肌动蛋白4基因启动子（A4）、α微管蛋白基因启动子（α-tub）、蚕丝心蛋白重链基因启动子（Fib）和家蚕核型多角体病毒早期即刻蛋白基因启动子（IE）4种启动子调控RFP报告基因在家蚕细胞内的瞬时表达情况。构建的重组表达质粒pDsRed-α-tub、pDsRed-A4、pDsRed-IE和pDsRed-Fib经双酶切和PCR鉴定正确无误。转染和转录实验结果表明,除了pDsRed-A4外,其他3种重组质粒在Bm-e-HNU5细胞中都得到高转染率,α-tub、IE和Fib可依次增强RFP报告基因在家蚕细胞内的瞬时表达活性。     

家蚕30 kD特异性变应原的分析、纯化与质谱鉴定

以Coca's提取液分别提取到不同时期家蚕Bombyx mori的粗浸液,利用SDS-PAGE和Western blotting鉴定其特异性变应原,然后用DEAE-52离子交换层析及切胶纯化出30 kD的特异性变应原,再经MALDI-TOF在线联机分析,所得质谱数据进入网站搜索分析。结果显示：1～5龄家蚕均有20条左右蛋白带,其中 5龄家蚕有23条蛋白带,主带有11条（82、79、60、51、46、38、32、30、28、24和18 kD）。选用家蚕过敏患者阳性血清进行免疫印迹,1～4龄家蚕均显示出82和79 kD的特异性变应原;但只有5龄家蚕的30 kD蛋白为特异性变应原,通过离子交换层析和经切胶纯化出30 kD蛋白,再经MALDI-TOF-MS鉴定该蛋白为外膜蛋白。提示家蚕不同时期抗原成分有所变化,5龄家蚕新出现的30 kD蛋白为特异性变应原。     

“两广二号”家蚕抗病毒基因Bmlipase-1和BmSP-2克隆与原核表达

本研究以优良杂交品种"两广二号"家蚕为试材,克隆了该杂交品种家蚕两个抗家蚕核型多角体病毒(BmNPV)基因:脂肪酶基因Bmlipase-1和丝氨酸蛋白酶基因BmSP-2,测序并分别与不同品种蚕的同源基因序列进行比较。结果显示,"两广二号"家蚕Bmlipase-1基因ORF长度为885bp,编码294个氨基酸,BmSP-2扩增长度为855bp,编码284个氨基酸;它们的核苷酸和推导氨基酸序列同源性皆达92%以上,Bmlipase-1更保守,同源性大于99%";两广二号"家蚕的Bmlipase-1基因脂肪酶活化部位和BmSP-2基因酶催化三联体位点的氨基酸残基与不同品种蚕的完全相同。以上结果说明这两个抗病毒基因在蚕的遗传进化过程中高度保守,提示其可能在机体消化或者免疫防御方面起着重要生理作用。将这两个抗病毒基因在大肠杆菌BL21中进行融合表达,获得的融合Bmlipase-1和BmSP-2蛋白分子量分别为47kD和42kD左右。     

9种农药对家蚕和蚯蚓的急性毒性

【背景】当前农药品种及其使用量日益增多,测试农药对环境生物的急性毒性成为农药环境安全监测的重要途径。【方法】采用食下毒叶法和药土法分别测定了甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、阿维菌素、氰氟虫腙、螺螨酯、螺虫乙脂、嘧菌酯、苯醚甲环唑、戊唑醇、2,4-D二甲胺盐等9种农药对家蚕和蚯蚓的急性毒性,并根据其毒性等级划分标准进行分级,评价其对环境的安全性。【结果】甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、阿维菌素、氰氟虫腙、螺螨酯、螺虫乙脂、嘧菌酯、苯醚甲环唑、戊唑醇和2,4-D二甲胺盐对家蚕的LC50(96 h)分别为2.05×10-3、8.59×10-4、2.79、250.48、11.52、272.18、2.50、1.93×10-2和534.47 a.i.mg·L-1,对蚯蚓的LC50(14 d)分别为11.05、6.29、100、100、100、100、99.13、115.31和100 a.i.mg·kg-1干土。其中,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、阿维菌素和戊唑醇对家蚕"剧毒",氰氟虫腙、螺虫乙脂和苯醚甲环唑对家蚕"高毒",其余农药对家蚕均为"低毒";阿维菌素对蚯蚓为"中毒",其余农药对蚯蚓均为"低毒"。【结论与意义】9种农药对家蚕和蚯蚓的急性毒性存在差异,为农药的合理使用和环境保护提供了依据。     

观察家蚕的血液循环

1　问题提出初二同学学习了环节动物——蚯蚓的血液循环以后 ,想了解昆虫的血液循环 ,但现行生物课本未作介绍。为了开拓学生的视野 ,探索新的知识 ,我们设想通过观察家蚕四龄幼虫的血液循环 ,进而启迪学生了解认识昆虫的血液循环系统的结构和循环方式及特点。以便拓宽学生的知识面 ,培养学生观察事物和分析问题能力 ,提高学生的科学素质。2　活动适用对象　初二年级同学。3　活动目的1)拓宽学生的知识面 ,培养学生观察、分析问题的能力 ;2 )提高学生学习生物学课的兴趣 ;3)探索开展研究性学习。4　活动准备1)饲养家蚕 :指导学生用蚕卵孵化…     

家蚕G蛋白α亚基基因BmGα73B的克隆与表达

异三元G蛋白是真核细胞感知外界信号后将信号传递到胞内的重要分子,在生物中参与了广泛的信号转导途径,如光、神经递质和激素等。为了研究G蛋白在家蚕Bombyx mori中的生理功能及其作用机理,我们运用生物信息学方法在已有的家蚕基因组数据库中找到了一段与G蛋白alpha亚基（Gα）同源性很高的序列。通过设计特异性引物,运用PCR和RACE技术,成功地克隆了一个家蚕Gα基因的全长cDNA序列。该基因全长1 509 bp (GenBank登录号：EU914850),开放阅读框（ORF）为1 158 bp,编码385个氨基酸。Blast和DNAstar等软件分析发现该基因编编码的蛋白质与其他物种已知的Gα具有一定的保守性,将它命名为BmGα73B。RT-PCR扩增检测该基因在家蚕不同组织器官和不同发育时期的转录表达活性,结果表明它在不同发育时期的家蚕各组织器官中都有表达。从组织水平上看,BmGα73B在中肠中表达量最高,在马氏管、头部和神经索等组织中也有适量表达。在家蚕的不同发育时期中,转录水平峰值出现在幼虫期,在蛹早期也有适量的表达,而在预蛹期、蛹后期和成虫期几乎没有表达。结果说明BmGα73B可能参与了家蚕生长前期的中肠发育过程,为进一步研究G蛋白在家蚕发育过程的作用奠定了一定的基础。