家蚕精巢中小热激蛋白在不同发育时期的蛋白质组学分析

【目的】研究家蚕不同发育时期精巢组织中小热激蛋白(sHSP)变化,为阐明其在家蚕精子发生中的重要作用提供理论参考。【方法】利用双向电泳技术建立家蚕5龄第5天、化蛹第1天和化蛾第1天3个时期的精巢电泳图谱,并用Imagemaster2D 6.0软件分析不同时期图谱中的差异蛋白,再用基质辅助激光解析离子质谱(MALDI-TOF-MS)对这些蛋白进行鉴定。【结果】鉴定出家蚕精巢中5个小热激蛋白,分别为sHSP23.7、sHSP20.8、sHSP 20.4、sHSP19.9和sHSP19.8,它们在化蛹第1天和化蛾第1天的蛋白合成量比5龄第5天显著降低。【结论】在家蚕精巢中,5龄第5天是形成有核精子的重要时期,有大量的微管蛋白(α微管蛋白、β微管蛋白),它是中心粒和纺锤体的重要组成成分,在减数分裂中有重要作用,这些小热激蛋白可能在有核精子形成时与微管蛋白相互作用,在促进鞭毛轴丝形成和鞭毛运动方面发挥重要作用。

FLP/FRT位点特异性重组系统在高等真核生物中的研究进展

来源于酵母2μm质粒的FLP/FRT位点特异性重组系统已经被广泛应用于拟南芥、水稻、小鼠、果蝇、线虫等高等真核模式生物,正逐渐成为转基因动植物研究领域进行基因操作的强有力工具。笔者综述了FLP/FRT系统的重组原理及其在高等真核生物中的应用,系统地概述了该系统在转基因植物、哺乳动物、昆虫以及其它相关高等真核模式生物中的研究现状,讨论了FLP/FRT系统在研究中存在的主要问题、应用前景和发展方向。

Cre/lox位点特异性重组系统在高等真核生物中的研究进展

来自于P1噬菌体的Cre/lox系统通过位点特异性重组可以迅速而有效地实现各种生理环境下的基因定点插入、删除、替换和倒位等操作。Cre/lox系统作为目前基因打靶技术的核心工具,已被广泛应用于拟南芥、水稻、小鼠、果蝇、斑马鱼等高等真核模式生物。文章较为全面地介绍了Cre/lox系统的基本概况及其在高等真核生物中的应用,讨论了Cre/lox系统在研究中存在的主要问题和今后的发展方向,为利用该系统在不同高等生物中进行基因操作提供有用的参考。

家蚕转基因技术中若干因素对转基因效率的影响

建立高效、稳定的家蚕Bombyx mori转基因技术对于推进家蚕功能基因组研究,解决蚕丝产业重大问题以及向非绢丝产业拓展等具有重要意义。本文在已建立的基于piggyBac的家蚕转基因技术基础上,探索了多个影响转基因效率的因素。结果显示:以家蚕品种大造(P50)为供试材料、pBac[GOI]为供体质粒、pHA4PIG为辅助质粒,以眼睛和神经组织特异启动子3×p3启动的红色荧光蛋白基因DsRed为报告基因,在蚕卵产下后2～3h进行注射,综合效果最佳,孵化率和转化率分别达到62.7%和34.8%;荧光筛选的最佳时期在胚胎发育第5到第8天;在2000～8000bp之间时,外源片段的长度对转化率并无太大影响。本研究建立的技术体系,有望为家蚕功能基因研究、品种分子改良和家蚕生物反应器的开发奠定基础,并为其他鳞翅目昆虫转基因技术的建立提供参考。

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Bombyxmori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),20mmol/L的浓度对幼虫几乎没有影响,50mmol/L的浓度导致幼虫变态不完全和化蛹困难,100mmol/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。

家蚕精巢蛋白质的双向电泳及质谱分析

精巢是雄性家蚕Bombyxmori的生殖腺,它的主要功能是产生精子,全面检测和鉴定精巢器官的蛋白分布将为分析家蚕雄性个体的发育和繁殖奠定基础。本研究利用双向聚丙烯酰胺凝胶电泳和蛋白硝酸银染色技术对家蚕5龄第5天幼虫的精巢组织进行了蛋白检测,利用基质辅助激光解析质量飞行时间质谱（MALDI-TOF-MS）对表达量较高的蛋白点进行了肽质量指纹图谱鉴定。结果表明：家蚕精巢蛋白质可以检测出1000个以上的蛋白点,这些蛋白点主要集中在分子量为15~90kD区域,等电点3.5~9之间,其中60个蛋白点得到了成功鉴定,按照已知或推测的蛋白功能,将其分为8类,包括：细胞骨架和细胞结构蛋白,膜蛋白或信号相关蛋白,大量应激反应蛋白（伴侣蛋白）,线粒体和能量产生相关蛋白,转录调控和翻译及DNA/RNA结合相关蛋白,酶和少量血液组成蛋白。其中很多蛋白可能在鞭毛形成、能量代谢及减数分裂过程中有重要作用。这些结果为进一步认识家蚕精子形成过程提供了重要的生物学信息。

家蚕醛氧化酶基因(BmAOXs)的鉴定与表达分析

醛氧化酶(aldehyde oxidases,AO,EC1.2.3.1)是属于钼-黄素酶(molybdo-flavoenzymes,MFEs)家族的一类蛋白酶。为了探讨该酶在家蚕Bombyxmori中的功能,本研究对家蚕醛氧化酶基因(BmAOXs)家族进行了鉴定和分析。以其他物种AO基因序列检索家蚕全基因组数据库,获得了8个BmAOX候选基因,均具有醛氧化酶保守的功能域。进化分析表明,BmAOX与其他昆虫AO聚为一簇。RT-PCR分析结果显示:BmAOX1,BmAOX2,BmAOX3,BmAOX5具有很强的组织特异性;而BmAOX4,BmAOX6,BmAOX7,BmAOX8则在蛹和成虫的多个组织中均有表达,提示它们在家蚕生理代谢活动中起重要作用。利用Native-PAGE和活性染色方法,对BmAOX编码的蛋白进行检测,结果表明:家蚕蛹中有5种有活性的醛氧化酶,而成虫中有6种,各组织中均有有活性的BmAOX,只是种类和活性水平有所不同。本研究结果为深入探讨BmAOX家族的功能奠定了基础。