全国生物技术在蚕丝业应用研讨会

“全国生物技术在蚕丝业应用研讨会”于1988年11月26日至29日在厦门大学召开。会议代表对于我国近年来有关生物技术在蚕丝业上应用的研究成果、现状和发展趋势以及今后的任务进行了认真热烈的讨论。代表们认为,近年来我国应用生物技术在家蚕育种方面取得了以下成果:(1)在染色体工程方面,建立了单雌、单雄无性繁殖系和雌雄蚕基因相同的同质纯合两性纯系;(2)应用     

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。     

家蚕丝素重链启动子驱动DsRed的瞬时分泌表达

根据家蚕丝蛋白基因的启动子活性高、丝蛋白具有高效分泌的特性,克隆了家蚕丝素重链基因(Fib-H)启动子及其下游的信号肽序列(FibHS),将DsRed基因与信号肽序列融合构建了分泌型瞬时表达载体;转染细胞实验显示,该载体能在家蚕BmN细胞中瞬时表达DsRed;家蚕注射载体后,可在丝腺腔中检测到红色荧光,表明瞬时表达的DsRed分泌到丝腺腔,推测所克隆的序列具有信号肽的功能。此外,本研究为家蚕丝腺生物反应器分泌表达外源基因的研究奠定了基础。     

基于RNA-Seq分析Ras1~(CA)在家蚕后部丝腺过表达对细胞周期通路基因的影响

【目的】本文旨在挖掘野生型家蚕Bombyx mori和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺中的转录本差异,分析和验证细胞周期通路中的差异表达基因,从而探讨Ras1CA过表达转基因家蚕提高蚕丝产量的分子机制。【方法】利用转录组学比较野生型和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺中的基因转录本差异,经实时荧光定量PCR(q RT-PCR)验证。【结果】野生型家蚕和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺组织中有2 636个差异表达基因,其中细胞周期信号通路中有42个差异表达基因,包括细胞周期依赖性激酶(CDK)、细胞周期素(Cyclin)以及转录因子等。通过q RT-PCR检测cdk1、cyclin D1、cyclin D2、cdc7、cdh1、dp-1,2等6个基因在野生型和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺组织中的相对表达量,发现转基因家蚕中的表达量均显著高于野生型(P<0.05),其中cyclin D2的表达差异极显著(P<0.01)。q RT-PCR结果与转录本差异一致,表明Ras1CA过表达后,能够促进细胞周期通路基因的表达。【结论】野生型家蚕和Ras1CA过表达转基因家蚕后部丝腺中有大量差异表达基因,且Ras1CA能够在转录水平上调控细胞周期通路,影响后部丝腺组织的细胞分裂和器官生长,从而促进蚕丝蛋白的合成。     

转蜘蛛拖牵丝蛋白基因家蚕蚕丝氨基酸组成及其机械性能

将以绿色荧光蛋白基因为报告基因、含有人工合成的1.6 kb的蜘蛛拖牵丝蛋白基因及转座子pig-gyBac的转基因载体成功导入减秋无滞育家蚕受精卵,得到转蜘蛛拖牵丝蛋白基因家蚕及绿色荧光茧。对转基因家蚕与对照家蚕丝素蛋白进行了氨基酸组成分析,结果表明转基因蚕茧丝素蛋白甘氨酸和丙氨酸的百分含量分别增加了1.65%和1.80%(平均值);对其生丝的机械性能进行了测试研究,结果表明转基因蚕茧生丝的伸长率降低,断裂强度和初始模量增加,且差异均显著,与理论预期结果吻合。结果表明转基因家蚕蚕丝的机械性能一定程度上得到了提高。     

带有丝素重链信号肽序列的家蚕丝胶蛋白启动子驱动DsRed的瞬时分泌表达

为了探讨家蚕Bombyx mori丝素蛋白重链信号肽序列在中部丝腺组织中是否具有功能活性,根据家蚕丝蛋白基因的启动子活性高、丝蛋白具有高效分泌的特性,构建了带有丝素重链基因fib-H信号肽的家蚕丝胶-1(ser-1)启动子(ser-HS),用ser-HS驱动DsRed基因构建了分泌型瞬时表达载体pSK-SerHS-DsRed-polyA。转染细胞实验显示,该载体能在家蚕BmN细胞中瞬时表达DsRed。家蚕注射载体后,可在中部丝腺腔中检测到红色荧光,表明瞬时表达的DsRed已分泌到丝腺腔内。据此提出克隆的fib-H信号肽序列在家蚕中部丝腺组织中具有信号肽的功能。     

家蚕后部丝腺遗传物质的研究

家蚕(Bombyx mori)后部丝腺的脱氧核糖核酸(DNA)和信使核糖核酸(mRNA)直接关系到丝心蛋白(fibroin)的合成,因此引起人们较大的重视。我们从本省蚕丝生产中常用的蚕体后部丝腺中分离纯化了DNA和mRNA,并观察了它们的重要理化性质。     

利用基因工程使家蚕分泌绿色荧光蚕丝

《ＮａｔｕｒｅＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ》１９９９年１７卷５期４１２页报道：日本京都工艺研究所的科学家茂理及其同事利用基因工程使杆状病毒将编码家蚕丝心蛋白的基因与编码绿色荧光蛋白的基因相互融合。再用这种病毒感染家蚕。这就使病毒中的上述工程基因通过同源重组过程而替代了家蚕的内源丝心蛋白基因。观察表明,含有这种融合工程基因的家蚕丝腺和蚕丝都可发出绿色的光泽。这种技术的主要优点是可将异源ＤＮＡ特异地导入家蚕本身的丝心蛋白基因部位,使其可接受家蚕内源启动基因的调控。而利用转座子诸如Ｐ因子的方法,则是将外…     

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...     

西南大学开发出我国首例转基因新型有色茧实用蚕品种

2008年12月18日，西南大学召开家蚕基因组研究重大进展汇报会，宣布西南大学家蚕基因组研究团队已成功开发出转基因新型有色茧品种，这是我国首次获得的转基因新型有色蚕丝。据悉，近年来，在中国工程院院士、世界著名蚕学家向仲怀教授的带领下，西南大学家蚕基因组研究团队自强不息，积极攻关，突破国际技术封锁，成功建立高效、实用的家蚕转基因技术体系，     

家蚕生物反应器的研究进展及开发前景

目前,家蚕生物反应器的研究和开发主要是以BmNPV为载体,在家蚕体液中表达多种有用蛋白,其表达量比其它生化微生物高出许多倍;但是家蚕绢丝腺细胞表达外源蛋白比家蚕BmNPV表达系统有着更大的优越性。本文综述了家蚕BmNPV表达系统的研究现状及家蚕丝腺反应器表达外源基因的开发前景。     

家蚕丝心蛋白H链基因的荧光原位杂交(FISH)

蚕丝业在国民经济中占有极为重要的地位. 家蚕作为重要的模式生物和生物反应器, 历来为人们所关注. 有关蚕丝基因的结构、表达调控和分子进化都已有较详细的研究和报道, 但关于蚕丝结构基因的分子细胞遗传学基因定位的研究, 几乎尚无报道. 经用荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization, FISH)对家蚕丝心蛋白H链基因(Fib-H)的分子细胞遗传学定位研究结果, 初步将家蚕丝心蛋白H链基因定位在了分子细胞遗传学第25连锁群染色体的端部, 即25~0.0的位置, 从而解决了该基因迄今尚未定位的问题, 并证实了丝心蛋白H链基因在染色体位置上为单一座位.     

家蚕人工饲料研究简介

1908年,Bog danow第一次成功地用肉汁、淀粉、蛋白胨及无机盐配制的人工饲料,饲养了黑颊丽蝇(Call phoravornitoria),拉开了昆虫人工饲料研究的序幕。植食性昆虫人工饲料的研究始于Bottger(1942)和Becks(1949)。家蚕(Bombyx mori)属寡食性昆虫,食料的取得自古以来就靠栽桑,用人工饲料养蚕早在1930年就曾有试验,直至1960年日本蚕丝试验场福田纪文首次全龄用人工饲料养蚕获得成功,开创了蚕丝业发展和研究的新领域。     

昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物对合成甘氨酸和丙氨酸有关酶系的调节控制

五龄后期蚕丝腺后部的细胞几乎只合成蚕丝的丝心蛋白。保幼激素类似物(JHA)能增加蚕丝心蛋白的生物合成。家蚕和蓖麻蚕丝心蛋白中,甘氨酸和丙氨酸的含量约占75%。我们用ZR515和ZR777分别处理五龄蚕后,观察到丝腺后部和脂肪体中合成甘氨酸和丙氨酸有关转氨酶的活力均有明显增加。(1)用ZR515处理五龄家蚕后,使五龄期延长1～2天,茧层量增加约10%。蚕丝腺后部的丙氨酸-乙醛酸转氨酶,丙氨酸-酮丙二酸转氨酶,谷丙转氨酶和谷天转氨酶活力,JHA 组均比对照组增高约10～40%,脂肪体中这些酶活力也相应地比对照组增高约30%,其中丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力增加到165%。酶活力增加的持续时间约3～5天。(2)用ZR777处理五龄蓖麻蚕后,丝腺后部和脂肪体中的谷天转氨酶、异亮氨酸-α-酮戊二酸转氨酶和丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力,均比对照组高。本文认为JHA 对蚕丝腺后部和脂肪体中形成甘氨酸和丙氨酸的转氮酶有明显的调控作用,从而为丝心蛋白的合成提供更多的甘氨酸和丙氨酸。这也许是JHA 增丝机制的一个重要方面。     

转基因家蚕的研究进展及应用前景

转基因家蚕Bombyx mori是指利用分子生物学手段,将外源基因转移到家蚕染色体中, 使之出现先前不具有的性状和产物,并且可以保持传代,在个体水平可以体现外源基因的功能,使外源基因获得大量表达。目前转基因家蚕研究主要以piggyBac转座系统为常用载体, 绿色荧光蛋白(green fluorescent protein, GFP)基因为常用报告基因,经显微注射法获得转基因家蚕的成功率可达40%。通过转基因家蚕技术已经探明了家蚕外源导入核受体基因BmFtz-F1,调控家蚕体壁半透明的BmBLOS2基因、蜕皮启动激素(ecdysis-triggering hormone, ETH)基因以及家蚕抗菌肽CecB(cecropin B)基因的功能;获得了具有高品质、高细纤度、高拉伸强度和高弹性丝品种,能吐带绿色荧光或粉红色荧光的蚕丝品种, 抗家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus, BmNPV)品种及抗藤黄微球菌的品种;成功表达纯化了人的Ⅲ型前胶原蛋白、 人碱性纤维生长因子、人血清蛋白、人脑源性神经营养因子、人胰岛素生长因子Ⅰ、猫干扰素、单克隆抗体等生物活性蛋白、疫苗及特殊的生物材料。随着家蚕转基因技术的深入研究, 转基因家蚕产物将在国防、 军工、 航天、 医药等方面有着更为广阔的应用前景。     

昆虫激素调节控制的研究——保幼激素类似物对合成甘氨酸和丙氨酸有关酶系的调节控制

五龄后期蚕丝腺后部的细胞几乎只合成蚕丝的丝心蛋白。保幼激素类似物(JHA)能增加蚕丝心蛋白的生物合成。家蚕和蓖麻蚕丝心蛋白中,甘氨酸和丙氨酸的含量约占75%。我们用ZR515和ZR777分别处理五龄蚕后,观察到丝腺后部和脂肪体中合成甘氨酸和丙氨酸有关转氨酶的活力均有明显增加。(1)用ZR515处理五龄家蚕后,使五龄期延长1～2天,茧层量增加约10%。蚕丝腺后部的丙氨酸-乙醛酸转氨酶,丙氨酸-酮丙二酸转氨酶,谷丙转氨酶和谷天转氨酶活力,JHA组均比对照组增高约10～40%,脂肪体中这些酶活力也相应地比对照组增高约30%,其中丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力增加到165%。酶活力增加的持续时间约3～5天。(2)用ZR777处理五龄蓖麻蚕后,丝腺后部和脂肪体中的谷天转氨酶、异亮氨酸吨-α-酮戊二酸转氨酶和丙氨酸-乙醛酸转氨酶活力,均比对照组高。本文认为JHA对蚕丝腺后部和脂肪体中形成甘氨酸和丙氨酸的转氨酶有明显的调控作用,从而为丝心蛋白的合成提供更多的甘氨酸和丙氨酸。这也许是JHA增丝机制的一个重要方面。     

家蚕的医学用途

养蚕业是我国自古就形成的一个传统昆虫产业,其产业方向主要是把蚕丝作为重要的工业资源来开发利用的。而过去把家蚕用于医药方面的记载,最著名的算是白僵蚕了。白僵蚕是家蚕（ＢｏｍｂｙｘｍｏｒｉＬ．）４～５龄幼虫因感染了白僵菌［Ｂｅａｕｖｅｒｉａｂａｓｓｉａｎ...     

家蚕后部丝腺遗传物质的研究

家蚕(Bombyx mori)后部丝腺的脱氧核塘 核酸（DNA）和信使核糖核酸（mRNA）直接关 系到丝心蛋白一（fibroin)的合成,因此引起人们 较大的重视。我们从本省蚕丝生产中常用的蚕 体后部丝腺中分离纯化了DNA和mRNA,并观 察了它们的重要理化性质。     

保幼激素的应用和作用原理的研究——家蚕保幼激素粗提物对黄粉虫的生物效应

昆虫保幼激素类似物在我国蚕区的试用,已取得了显著成绩,使蚕丝量增产约 5—10％。近十几年来,国外一些试验证明,用交配过的天蚕蛾(Hyalophoracecropia)雄虫腹部乙醚粗提物对黄粉虫(Tenebrio mo-litof L.)1—25小时的蛹有生物活性(Roller和Bjerke,1965)。黄粉虫是一种仓库害虫,结合我国情况,家蚕雄蛾腹部和家蚕蛹油是否也有保幼激素的生物活性?我们于1972年进行了实验,证明家蚕雄蛾腹部含有保幼激素的活性,在较高剂量作用下,能抑制黄粉虫蛹的变态,甚至脱皮后仍保持蛹状,这一结果在生物学上是有一定意义的。本文并对保幼激素在黄粉虫中的生物效应,进行了对比分析,建立了生测的系统指标。     

蚕氨基酸代谢的研究——家蚕与蓖麻蚕的氨基酸和形成甘氨酸、丙氨酸的酶系比较及酮丙二酸的脱羧作用

家蚕(Bombyx mori L.)与蓖麻蚕(Samia,ricini B)的丝蛋白氨基酸含量差异甚为显著;家蚕丝含量最多的为甘氨酸(42.8％),其次为丙氨酸(32.4％);而蓖麻蚕丝则以两氨酸含量为最高(50.5％),其次为甘氨酸(27.8％)(Kirimuru等,1962)。为了阐明丝蛋白主要氨基酸的形成机制,我们曾报道了这两种蚕丝腺中,自L-天门冬氨酸与α-酮戊二酸形成丙氨酸的机制(许延森等,1964a);体液乙醛酸及丙酮酸与丝蛋白相应氨基酸的含量之