家蚕30K蛋白BmLP1的表达模式及其在胚胎中的作用

家蚕30K蛋白是家蚕血液和卵中的高丰度蛋白,参与营养、免疫、抑制细胞凋亡等功能.探究30K蛋白在家蚕体内的表达模式有助于更清楚地了解30K蛋白的功能.利用生物信息学方法发现4种30K蛋白基因Bmlp1,Bmlp2,Bmlp3和Bmlp7都含有信号肽.其中,Bmlp1与其他30K蛋白的序列相似性小于50%.半定量RT-PCR结果表明,Bmlp1从5龄第3 d到化蛹第1 d在脂肪体中表达量都比较高,之后表达量降低.Western blotting结果表明,BmLP1从5龄第5 d到化蛹第4 d在血淋巴中的含量都比较高,之后含量降低.与血淋巴中的变化趋势不同,卵巢中的BmLP1在上蔟第2 d被检测到,之后含量一直增加,化蛾时含量达到最高.这是由于上蔟第2 d卵巢管迅速长大,血液中的BmLP1等营养蛋白逐渐转运至卵巢管的未受精卵并开始积累.免疫组织化学定位结果表明,在胚胎发育前期,BmLP1分布于蚕卵的卵黄颗粒中,在孵化前期,BmLP1被吞入胚胎的肠道内.体外孵育结果表明,蚁蚕粗提物可以降解BmLP1,暗示蚁蚕肠道内可能存在某种蛋白酶可以将大部分BmLP1水解,最终为蚁蚕的孵化提供能量或者氨基酸.系统分析了BmLP1在不同发育时期脂肪体、血液、卵巢和胚胎中的表达特征,揭示了其在胚胎发育过程中的重要作用.

家蚕脂蛋白基因BmLp-c21的表达分析及蛋白质亚细胞定位

家蚕30 kD脂蛋白家族在家蚕的生长发育过程中具有重要的生理功能。从家蚕蛹cDNA文库中克隆到一条编码30kD蛋白质的基因cDNA序列,该序列全长2 803 bp,ORF为792 bp,编码含263个氨基酸残基的脂蛋白(low molecular 30K lipo-protein pBmHPC-21;GenBank登录号:Q00801),命名为BmLp-c21。将BmLp-c21克隆至原核表达载体pET-28a(+),转化E.coli Rosetta(DE3),IPTG诱导表达后通过亲和层析得到纯化的融合蛋白,并免疫新西兰大白兔制备多克隆抗体。亚细胞定位显示BmLp-c21主要存在于细胞质中,呈点状或者片状分布。通过实时荧光定量PCR和Western blotting方法,分别检测到家蚕不同发育时期和5龄幼虫不同组织中BmLp-c21 mRNA的转录水平与蛋白质的表达水平存在较大差异,在蛹期及5龄幼虫血淋巴中的mRNA转录水平和蛋白质表达水平最高。初步推测BmLp-c21在家蚕蛹的变态发育过程以及蚕体脂质的运输方面具有重要的功能。

基于PSWE模型的土壤水盐运移与夏玉米生产效益模拟

为实现多因素影响下土壤水盐、作物生产效益间的双层递进因果关系模拟,基于深度学习理论及方法将分级长短期记忆网络(HLSTM)与批标准化多层感知机(BMLP)耦合,且将Dropout与Adam优化算法耦合作为面向收敛的改进算法,构建了递进水盐嵌入神经网络(Progressive salt-water embedding neural network,PSWE)模型。评估了PSWE模型的有效性,并开展了多因素协同秸秆深埋下不同灌水量的土壤水盐及夏玉米生产效益的模拟。结果表明,PSWE模型具有多因素整体协同性,有效地模拟了土壤水盐运移规律、夏玉米生产效益及各变量间的内在依存关系。模型平均均方根误差为0.031,平均绝对误差为0.569,平均决定系数为0.987。模拟结果表明,单次灌水60 mm的耕作层(0~40 cm)含水率随时间推移持续降低,单次灌水135 mm的耕作层含水率变幅较大,成熟期二者在秸秆隔层积盐率分别为49.2%和11.2%;单次灌水90 mm和120 mm的耕作层含水率保持在16%~24%之间,成熟期二者在大于40 cm土层含水率保持平稳,秸秆隔层有脱盐趋势,脱盐率为6.1%和5.9%;夏玉米单次理论灌水量为89.3~96.8 mm,耕作层理论含盐量为1.38~1.55 g/kg。综上,多因素协同秸秆深埋下适宜灌溉量可实现抑盐提效的目标,PSWE模型可有效模拟土壤水盐运移和作物生产效益,为深度学习理论及技术在土壤水盐运移模型上的应用提供参考。