蓖麻蚕对蓖麻毒素的代谢解毒作用

蓖麻蚕及蚕蛹是食用、饲用的优质蛋白质来源,但蓖麻蚕体内蓖麻毒素残留量及代谢解毒作用机制尚不明确,严重限制其食品化、饲料化开发应用。为解析蓖麻毒素在蓖麻蚕体内的代谢解毒机制,对蓖麻蚕5龄幼虫添饲或注射蓖麻毒素,分析蓖麻蚕对蓖麻毒素的吸收率、注射毒素致死中量、毒素代谢降解率,检测GST-GSH-Px解毒体系酶活性变化,并分析添饲谷胱甘肽(GSH)对蓖麻蚕存活率的影响。试验结果表明,蓖麻蚕对蓖麻毒素的吸收率约为0.12%,大部分毒素随蚕沙排出体外。蓖麻蚕全龄添饲毒素原液(2.319 mg/mL)并未死亡,但注射致死中量LD50为13.90 ng/g。添饲蓖麻毒素后,1~5龄幼虫、蚕蛹、5龄蚕血淋巴和中肠中的蓖麻毒素含量极低(0.32~0.59 ng/g);添饲毒素后幼虫对毒素的降解率达99.99%,而注射毒素幼虫对毒素的降解率为97.57%。进一步分析表明,蓖麻蚕添饲毒素后全蚕、血淋巴和中肠中GSH含量以及GR、GST、GSH-Px酶活性均显著提高;注射毒素后,全蚕和血淋巴中GSH含量先降后升,而GR、GST、GSH-Px酶活性则显著上调,中肠中GR、GST、GSH-Px酶活性呈上调趋势,但增幅比血淋巴更小,说明血淋巴和中肠是主要解毒组织,依赖GST-GSH-Px解毒防御体系完成毒素代谢;注射GSH能够延长幼虫致死中时(LT50)18.52 h,进一步确认GST-GSH-Px解毒防御体系在蓖麻毒素代谢降解中的作用。研究结果明确蓖麻蚕及蚕蛹体内蓖麻毒素含量极低,蓖麻蚕依赖血淋巴和中肠中的GST-GSH-Px解毒防御体系降解体内蓖麻毒素。上述结果为蓖麻蚕及蚕蛹的食用化、饲料化安全评价以及蓖麻蚕毒素解毒药物的研发提供了科学依据。

我国的蓖麻蚕是一项很有开发利用前途的产业资源

蓖麻蚕原产印度,我国自50年代初引进试养成功,随后逐步推广,生产鼎盛的1965年曾产鲜茧4.2万多吨(折合茧皮6000吨)。年产茧量居世界首位。此后由于种种原因,曾几经起落,尤经文革十年动乱后一直到八十年代初。几已濒于停产。党的十一届三中全会之后。农村实行了家庭联产承包责任制,调动了农民的生产积极性,加上绢丝在国内外市场畅销,蓖麻蚕生产在一些省区很快有所恢复发展。其中恢复较快的是广西,1986年总产茧皮尚不足2吨,至1989年已恢复到129吨,据不完全统计,全国1989年产茧皮约150吨以上。现在,凡开始恢复或试养过蓖麻蚕的省区,多数有进一步发展生产的意愿。

我国蓖麻蚕产业技术与分子生物学研究进展

蓖麻蚕原产于印度,于20世纪50年代初成功被引进我国。由于蓖麻蚕具有较高的经济价值,已成为继家蚕和柞蚕之后在国内有着较大饲养规模的泌丝经济昆虫。回顾了蓖麻蚕在我国的休眠及食性驯化过程、蓖麻蚕的遗传育种研究,汇集了一套蓖麻蚕饲养及消毒防病技术,总结了蓖麻蚕产业的发展概况,对蓖麻蚕的综合利用和分子生物学相关研究进行了小结,旨在为中国蓖麻蚕产业的发展提供借鉴。提出在当前严苛的耕地保护制度下,适度发展蓖麻蚕产业有较好的经济效益和生态效益,并建议参照家蚕的“示范基地”建设,推广“企业+基地+农民合作社”的生产经营模式促进蓖麻蚕产业的稳定发展。

蓖麻蚕在新疆巴音郭楞蒙古自治州试养初报

为探索蓖麻蚕在新疆巴音郭楞蒙古自治州推广养殖的可行性,于2023年8~9月,在巴音郭楞蒙古自治州库尔勒市开展蓖麻蚕品种南一的养殖试验,全程记录蓖麻蚕生长发育状况,调查发育经过、生命力及经济性状。结果显示,蓖麻蚕从收蚁至5龄起蚕均眠起集中,全龄食叶快、生长迅速、发育整齐。5龄经过6~7 d,全龄经过19~20 d。4龄起蚕结茧率、死笼率和4龄起蚕虫蛹率3项生命力指标优良,未发现死蚕及死蛹。4龄起蚕虫蛹率达99.8%,其中2个饲育区100%,饲养成功率高。全茧量3.24 g、茧层量0.51 g、茧层率15.77%。试验结果表明,蓖麻蚕可在新疆巴州正常生长,发育整齐、生命力强,可根据当地蓖麻种植面积规划蓖麻蚕养殖区域和饲养量,促进增收,满足市场需求。

蓖麻蚕线粒体基因组细胞色素氧化酶亚基Ⅲ的序列及其分子进化分析

测定了蓖麻蚕Samiacynthiaricini线粒体基因组 (mtDNA)含完整的细胞色素氧化酶亚基Ⅲ (COX3)、tRNA Gly和部分的NADH亚基Ⅲ (ND3)基因的DNA片段序列。COX3基因编码框包含 789个核苷酸 ,编码 2 6 2个氨基酸的蛋白质。通过同源性比较 ,发现COX3基因的 3′端比 5′端要保守 ,其编码的蛋白在C端有两个保守序列存在。COX3的下游为 6 6bp的tRNA Gly基因。蓖麻蚕的COX3与家蚕COX3同源性最高 ,核苷酸和氨基酸序列同源性分别是 80 2 %和 85 6 %。根据COX3氨基酸序列进行了 12种无脊椎动物的分子进化树分析 ,认为在采用线粒体基因序列进行分子进化分析时 ,应该综合考虑物种的繁殖模式及生态特点。

家蚕与蓖麻蚕杂交后代变异机理探讨——基因组RAPD检测

采用２４种随机引物，对以蓖麻蚕精子进行人工授精得到的家蚕后代中的３个稳定变异品系及其亲本的基因组进行了ＲＡＰＤ检测，结果显示，在变异品系的ＲＡＰＤ图谱中，不仅存在大量与母本相同的“亲本带”，同时还出现了不同数量与母本不同的“变异带”，包括“非亲本带”、“缺失带”及个别仅与父本相同的“目的带”，从分子水平上揭示了变异品系存在着明显的“偏母性”与“变异性”特点。

蓖麻蚕线粒体cox2基因的克隆、序列测定和分子系统学分析

利用兼并性引物克隆出蓖麻蚕线粒体cox2基因、tRNA Leu基因和cox1基因的部分片段。cox2基因编码框包含 6 85个核苷酸 ,编码 2 2 8个氨基酸的蛋白质 ;起始密码子为ATG ,终止密码子仅有 1个T组成 ;蓖麻蚕mtDNA的cox2基因中富含AT ,含量为 75 77% ,GC的含量为 2 4 2 3%。通过同源性比较 ,发现蓖麻蚕的cox2与柞蚕cox2同源性最高 ,核苷酸和氨基酸序列同源性分别是 89 0 %和 96 0 %。根据cox2氨基酸序列进行了 12种昆虫的分子系统学分析探讨。

蓖麻蚕线粒体基因组中nd1及其侧翼tRNA基因的克隆与结构分析

按KoichiroTamura等 (1988)的方法制备出蓖麻蚕线粒体DNA ,用EcoRⅠ和XbaⅠ双酶解后 ,以pSK(+)(Ampr)为载体进行克隆 ,获得 1个 3 3kb的克隆片段。测序结果表明 ,所测序列包括部分 16SrRNA、完整的tRNA Leu ,nd1和tRNA Ser基因。其中 16SrRNA(3’端部分 )、nd1基因与家蚕具有很高的同源性。同时以nd1基因为依据构建了 17种动物的分子进化树 ,显示出蓖麻蚕与家蚕、野蚕有最近的演化关系。根据tRNA Leu和tRNA Ser基因的一级结构 ,推定了可能的二级结构 ,并与家蚕进行了比较。

ISSR方法在蓖麻蚕品种遗传多样性研究中的应用

采用ISSR技术对8个蓖麻蚕品种进行了基因组DNA多态性研究,并分析了其相互间的遗传差异.结果表明,所采用的19个ISSR引物中,有9个引物在供试的8个蓖麻蚕品种中都有扩增产物并能够很好重复,其中二碱基重复序列引物扩增效果要比三碱基和四碱基重复序列高,说明在蓖麻蚕基因组中二碱基重复序列的丰度可能比三碱基和四碱基重复序列的丰度高.这9个引物在8个蓖麻蚕品种中共获得ISSR标记76个,其中29个标记在品种间表现多态性.根据试验结果,用Nei的方法计算了蓖麻蚕品种间的遗传距离为0.068 1～0.270 3.根据各品种间的遗传距离,用UPGMA聚类分析软件绘制了聚类图.

蓖麻蚕基因转录表达分析的内参基因筛选

为了筛选能够稳定表达,适合蓖麻蚕基因转录表达分析的内参基因,根据鳞翅目昆虫基因分析中常用的内参基因肌动蛋白(β-non-muscle,β-actin)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(glyeeraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GAPDH)、18SrRNA、16SrRNA的序列设计特异性引物,分别对蓖麻蚕4个组织及9个不同发育时期的个体材料进行实时荧光定量PCR,制作标准曲线,采用相对定量的方法处理Ct值,结合NormFinder和geNorm软件分析以上4个候选内参基因在蓖麻蚕不同组织和不同发育时期转录表达的稳定性。结果表明:β-actin在蓖麻蚕血液、脂肪体、中肠、丝腺各组织,以及幼虫、蛹、成虫、卵各发育时期的表达最为稳定,适合作为蓖麻蚕基因转录水平研究的内参基因。

蓖麻蚕丝的结构及其残胶超声成膜的应用研究

采用高温高压水处理方式对蓖麻蚕茧进行脱胶处理,研究分析蓖麻蚕丝的形态及微观结构。利用蚕丝上残留的丝胶,结合超声波空化振荡进行均匀成膜。选取工艺过程中高温高压脱胶温度、压力、时间,以及超声波成膜处理时间四个因素,选取脱胶后蓖麻蚕丝残胶率、静摩擦系数、纤维强度,以及蓖麻蚕丝膜透气率、断裂强力和厚度均匀度六个指标作为影响实验方案评价的因素,采用正交实验与灰色聚类结合的方式进行工艺优化,最终确定两种优化工艺:1)脱胶温度为120℃,脱胶压力为0.22 MPa,脱胶时间15 min,超声波成膜处理时间30 min;2)脱胶温度为140℃,脱胶压力为0.22 MPa,脱胶时间12 min,超声波成膜处理时间10 min。研究表明,蓖麻蚕丝膜可以为一些绿色保健类产品(如面膜、接触皮肤产品)提供一种适用的材料。

樗蚕和蓖麻蚕的DNA条形编码与系统进化分析

樗蚕（Philosamia cynthia cynthia）与蓖麻蚕（Philosamia cynthia ricini）均是鳞翅目大蚕蛾科吐丝营茧的昆虫,二者的血缘关系很近,成虫的外形也极其相似。为了获得用于樗蚕与蓖麻蚕分子鉴定的DNA条形编码,测定了二者的线粒体细胞色素酶C亚基I基因（COI）574 bp的DNA片段序列（GenBank登录号：FJ788507,FJ772004）,对序列特征及与同科其它绢丝昆虫同源序列的系统进化关系进行了分析。在大蚕蛾科绢丝昆虫中,樗蚕与蓖麻蚕COI序列表现出最强的碱基T偏好性（ATskew=-0.194）,二者的COI序列之间具有明显差异,共鉴定出25个变异位点,表明所测定COI序列可以作为各自的DNA条形编码。樗蚕与蓖麻蚕之间基于Kimura-2-Parameter的遗传距离为0.041,而与同科其它绢丝昆虫之间的遗传距离则在0.076~0.159之间,二者与惜古比天蚕（Hyalophora ce-cropia）之间的亲缘关系较近。

家蚕和蓖麻蚕的基因组RAPD检测

在建立了稳定的蚕类基因组DNA的RAPD分析方法基础上，采用该技术对家蚕和和蓖麻蚕种间及种内不同品种（系）间基因组进行了多态性比较研究。对获得稳定分析结果的影响因素进行了有益的探讨。试验结果表明，RAPD对于进行蚕类的亲缘关系分析具有重要的应用前景。

基于16S rDNA序列对蓖麻蚕肠道细菌多样性的研究

蓖麻蚕(Philosamia cynthia ricini)是一种无滞育多化性、广食性、完全变态的吐丝昆虫,研究蓖麻蚕肠道菌群结构及多样性对了解其广食性分子基础具有十分重要的意义。选用蓖麻蚕品种B7,按蛾区半分法收蚁,分别喂食蓖麻叶和臭椿叶至5龄盛食期,提取肠道细菌总DNA,对16S rDNA的V3+V4区进行高通量测序,分析不同饲料喂食对蓖麻蚕的肠道微生物的OTU(operational taxonomic units)数量、组成、相似性、以及α和β多样性的影响。结果发现,蓖麻叶育和臭椿叶育的蓖麻蚕肠道优势菌表现相似,均以肠球菌(Enterococcus)、克雷伯氏菌(Klebsiella)、拟杆菌(Bacteroides)、葡萄球菌(Staphylococcus)为优势菌,但其所占比率有所不同;臭椿叶喂食的蓖麻蚕肠道内还检测到棒杆菌(Corynebacterium_1)、梭菌(Clostridium_sensu_stricto_3)、沙雷氏菌(Serratia)、梭状芽胞杆菌(Clostridium_sensu_stricto_12)、发光杆菌(Photobacterium)等菌属,其物种的多样性和丰富度比蓖麻叶喂食的蓖麻蚕更高。结果表明蓖麻蚕肠道内菌群结构和组成与其食性存在一定的关系,这可为研究家蚕的饲料使用方式、利用率及广食性家蚕品系筛选培育等提供借鉴。

大气苯酚对蓖麻蚕的影响及其对策

蓖麻接触15μl/L大气苯酚2～10h后叶片出现伤斑、失绿、枯焦卷曲等受害症状,接触6h后株高、条重、产叶量以及叶绿素、粗蛋白和可溶性糖含量分别下降9.9％、11.8％、9.5％、34.7％、3.8％和42.8％。全龄蓖麻蚕接触1μl/L大气苯酚或食下苯酚含量7～21mg/kg的污染叶后均影响其虫蛹率、产卵量及孵化率;接触8μl/L以上的大气苯酚或食下苯酚含量45～70mg/kg的污染叶后蚕生长发育变慢,生命力和生殖能力下降,茧丝性状也明显不良。大气苯酚在这些方面的影响比苯酚污染叶大,蓖麻蚕对大气苯酚的抵抗力随龄期增大而显著增强。用5％石灰水浸渍苯酚污染叶后喂蚕,或将苯酚污染叶与非污染叶交替喂蚕,可减轻苯酚对蚕的毒害。

蓖麻蚕茧丝的丝素组成、结构与性能研究

对蓖麻蚕茧丝的丝素氨基酸组成进行了测定分析 ,同时用圆二色光谱、红外光谱、X射线衍射及差热分析测定方法 ,对其丝素的分子构象和聚集态结构进行分析研究。表明蓖麻蚕茧丝的丝素分子构象中除了有无规卷曲结构和 β 折叠结构外 ,还存在着α 螺旋结构。文中还对蓖麻蚕茧的缫丝特征进行了探索。

γ-射线及大肠杆菌诱导蓖麻蚕产生抗菌物质的研究

1.用γ-射线辐照和用大肠杆菌处理蓖麻蚕五龄幼虫和蚕蛹均能诱导血淋巴产生抗菌物质,两种诱导源诱导所得活性物质的抗菌活性相似。2.研究了五龄幼虫期和蛹期诱导产生抗菌物质的动力学,发现五龄幼虫在饷食后第2—4天诱导活力最高,产生抗菌物质的持续时间亦较长;蛹期则从化蛹当天至第4天之间诱导活力较高,并可持续15天左右,高峰期一般在诱导后2天至4天之间。3.对诱导后的蓖麻蚕血淋巴进行了电泳测活和葡聚糖凝胶初步分离,发现不论幼虫期或蛹期至少可得三个活性组分,其中既有类似于P_5的大分子抗菌物质,也有类似于P_(9A)和P_(9B)的抗菌多肽;并首次发现一种分子量约70000—75000道尔顿的新抗菌蛋白。

蓖麻蚕核型多角体病毒基因gp64的克隆及荧光定量表达分析

Gp64是杆状病毒CRV(Cell-released virus)的主要嚢膜蛋白,在CRV借吸附和内吞作用侵入细胞过程中起关键作用,能促进CRV嚢膜与胞饮体膜之间的融合从而促进杆状病毒对宿主细胞的吸附。本试验克隆了蓖麻蚕核型多角体病毒(Philosamia cynthia ricini nuclear polyhedrosis virus,PcrNPV)的gp64基因,序列分析表明该基因ORF全长1 530bp,编码509个氨基酸残基,其相应的GP64蛋白质分子量为58.46kD,等电点为5.59;同源性分析表明,PcrNPV的GP64蛋白与柞蚕核型多角体病毒(Antheraea pernyi nuclear polyhedrosis virus,ApNPV)的GP64同源性高达99%,而与家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nuclear polyhydrosis virus,BmNPV)的GP64仅为76%;荧光定量分析表明,PcrNPV的gp64基因在不同蓖麻蚕品种的中肠、血液及其脂肪体中均有相同的增殖趋势,但在不同品种的各组织中的增殖量不同,增殖量多的品种与感染试验中相对易感的品种一致。

野桑蚕、蓖麻蚕及家蚕基因组的RFLP分析

以家蚕Bombyx mori丝素重链基因、丝胶基因1和胰凝乳蛋白酶抑制因子13基因为探针,对野桑蚕B.mandarina、蓖麻蚕Philosamia cynthia ricini和家蚕B.mori基因组DNA进行限制性片段长度多态性分析。结果发现,在野桑蚕、蓖麻蚕基因组中存在着家蚕丝素重链基因、丝胶基因1的同源序列,而在中日野桑蚕以及蓖麻蚕品种间存在着限制性酶切位点差异;丝胶基因1在中国野桑蚕基因组的EcoRⅠ酶切图谱较日本野桑蚕与家蚕更为一致,表明家蚕与中国野桑蚕亲缘关系更近。此外,在野桑蚕基因组中发现了家蚕胰凝乳蛋白酶抑制因子13基因的同源序列,并且在家蚕品种间以及中日野桑蚕之间也存在着多态性。这些结果表明不同绢丝昆虫在适应生存环境的进化过程中,基因组发生了结构改变。

蓖麻蚕DNA导入家蚕引起遗传变异的研究———基因组DNA的RAPD检测

借助于精子介导，在家蚕受精的过程中将蓖麻蚕ＤＮＡ转入家蚕卵内，从它们后代获得了新的变异品系。本文采用ＲＡＰＤ技术对这些品系基因组ＤＮＡ进行了分析。结果表明，所用５０种１０ｍｅｒ随机引物中有４９个检测出ＤＮＡ的多态性，统计分析图谱中各类扩增带，其中变异品系与其相应受体的差异带占其总带数的２６～３７％，提示外源ＤＮＡ导入受体后引起后代基因组的显著变异，并对这些变异的意义进行了讨论。