家蚕酪氨酸羟化酶基因BmTh的表达及功能

酪氨酸羟化酶作为儿茶酚胺合成的限速酶, 广泛存在于昆虫、哺乳动物和人类中, 是其新陈代谢不可缺少的酶类。在其他昆虫中, 酪氨酸羟化酶参与了黑色素的合成, 并在昆虫外骨骼的硬化过程中发挥关键作用。为了研究家蚕Bombyx mori酪氨酸羟化酶基因的生理生化功能, 本文对其基因结构、表达特征及功能进行了研究。基于家蚕基因组和基因芯片数据的生物信息学分析表明, BmTh位于家蚕1号染色体上, 含有8个外显子, 编码561个氨基酸。基因芯片数据显示在家蚕5龄第3天的头部和体壁组织中的表达量较高, RT-PCR验证结果与此一致。利用石蜡组织切片材料和RNA探针对BmTh进行表达定位, 原位杂交结果显示在家蚕头部边缘和体壁上有明显的杂交信号。在幼虫发育至熟蚕时注射酪氨酸羟化酶抑制剂3-indole-L-tyrosine （3-IT）, 20 mmol/L的浓度对幼虫几乎没有影响, 50 mmol/L的浓度导致幼虫变态不完全和化蛹困难, 100 mmol/L的浓度使幼虫致死且体色变黑。结果提示, BmTh对家蚕变态发育起重要作用, 是家蚕正常发育不可缺少的关键基因。