摘要: DNA甲基化是真核生物生长发育过程中基因表达的一种重要调控机制。本研究以鳞翅目农业害虫斜纹夜蛾Spodoptera litura和模式昆虫家蚕Bombyx mori为材料,研究了甲基化对幼虫生长的影响。研究结果表明,注射甲基化抑制剂5-Aza-d C后,不正常斜纹夜蛾比对照增加了36%,家蚕的增加了58.8%,不正常虫的生长发育缓慢、体型变小。斜纹夜蛾DNA甲基转移酶Sldnmt1 RNAi获得了相似的结果,不正常幼虫率比对照增加了35%。检测家蚕Bmdnmt1的m RNA水平,发现Bmdnmt1在5龄期的翅原基、脂肪体、表皮和中肠均有表达,其表达量在翅原基中的为最高;在翅原基和脂肪体中,Bmdnmt1的含量在5龄初期比在预蛹期的要高。初步分析了甲基化抑制剂处理后的家蚕脂肪代谢相关基因的表达,发现脂肪酶和乙酰辅酶A结合蛋白的m RNA水平在注射5-Aza-d C后48 h显著下调。研究结果初步表明了DNA甲基化参与调控了鳞翅目幼虫的生长发育,脂肪代谢可能是DNA甲基化调控的其中一个通路。

摘要: 核不均一蛋白A1(hnRNPA1)是一个重要的RNA结合蛋白。本研究旨在获得家蚕hnRNPA1基因的cDNA,并对其在家蚕翅原基组织进行表达和定位分析。以家蚕幼虫期翅原基mRNA为模板通过反转录克隆家蚕BmhnRNPA1基因的全长cDNA,并对其进行生物信息学分析。构建pET32a-BmhnRNPA1蛋白表达载体,表达且纯化得到BmhnRNPA1重组蛋白,并制备该蛋白多克隆抗体,通过实时荧光定量RT-PCR、Western blot和免疫组化方法检测BmhnRNPA1在家蚕幼虫和蛹翅原基组织中的表达与定位。克隆得到了家蚕hnRNPA1基因的全长cDNA片段,其开放阅读框(ORF)序列为951 bp,编码316个氨基酸,预测分子量为34.98 kDa,等电点为5.15。编码蛋白在第18～90个氨基酸和109～181个氨基酸处为保守的RRM结构域。系统进化分析显示,家蚕hnRNPA1与小菜蛾hnRNPA1的亲缘关系最近。QRT-PCR结果显示,BmhnRNPA1在家蚕幼虫和蛹期的翅原基组织中均有表达,且在蛹期第3天的表达量达到峰值。Western blot进一步证实了实验结果。免疫组化分析结果显示,该蛋白存在于翅原基组织中,并定位于细胞核内。家蚕BmhRNPA1具有两个RNA结合结构域,属于hnRNPs家族,定位于细胞核内,表明其可能参与mRNA的选择性剪接作用。本研究结果为进一步探索该基因的功能提供了基础。

摘要: 昆虫翅在昆虫生命活动中起着十分重要的作用,将昆虫的活动范围从平面扩大到立体,使其在躲避敌害、觅食和繁衍等方面增强了竞争优势。对家蚕翅突变表型的研究能够分析翅发育过程中基因调控的分子机制。本研究以家蚕泡状翅突变体w13为材料,分析了整联蛋白在翅原基中的表达和分布。qRT-PCR结果显示,整联蛋白基因家族在野生型和w13突变型翅原基中有着显著的差异表达。对其中差异表达的整联蛋白基因Bmintegrinβ3进行克隆、原核表达并制备了多克隆抗体。免疫组化分析结果显示,整联蛋白Bm INTEGRINβ3在w13突变型翅原基中的表达量极低。在c108野生型中Bm INTEGRINβ3呈微丝状,将翅的背腹侧表皮联系在一起,但在w13突变型中未检测到该蛋白。推测Bm INTEGRINβ3的下降或缺失可能是导致翅背腹表皮间的维系不紧密并形成泡状翅的原因之一。本研究为解释整联蛋白在昆虫翅发育中的功能作用提供了线索。

摘要: 蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)是调控昆虫发育的重要激素，在昆虫的蜕皮和变态中起关键作用。近年来的研究表明，20E也调控昆虫抗菌肽的表达，揭示昆虫的发育和免疫之间具有重要的联系。家蚕是重要的经济昆虫，家蚕抗菌肽对蜕皮激素(20E)的应答及其调控机制仍有待研究。本文利用20E注射家蚕5龄第3天幼虫，qRT-PCR结果表明20E处理的脂肪体中抗菌肽CecropinB6基因(BmCecB6)的表达上调。通过对抗菌肽BmCecB6上游启动子的截短和双荧光素酶活性分析，结果显示BmCecB6响应20E的调控位点在启动子-448～-170区域，该区域内存在潜在的FoxO、E74A和BR-C等结合位点。本研究表明20E抑制了ILS通路水平，暗示ILS下游的转录因子FoxO被激活。进一步对BmCecB6的启动子进行FoxO结合位点的缺失突变，双荧光素酶检测结果表明20E对BmCecB6的诱导活性并没有丧失，推测BmCecB6对20E的应答不是通过转录因子FoxO结合BmCecB6启动子中的顺式调控元件直接调控的。20E激活BmCecB6表达的分子调控机制还需要进一步深入研究。

摘要: 滞育(Diapause)是昆虫发育停滞或减缓的生理状态，家蚕Bombyx mori作为卵滞育的代表，其滞育过程已得到广泛研究，但诱导滞育发生的分子机制尚不清楚。二化性家蚕滞育性由遗传和母系在胚胎期所处的环境条件决定，25℃催青蚕卵孵化后的家蚕产滞育卵，15℃低温催青则诱导家蚕产下非滞育卵。本研究分别用25℃和15℃催青蚕卵，在发生滞育诱导的温度敏感期取样，抽提蛋白质通过非标(Label-free)蛋白质组定量技术进行质谱测序。筛选出具有明显表达差异的蛋白104个，其中56个蛋白上调，48个蛋白下调。通过生物信息学对差异蛋白进行GO分类和KEGG功能富集分析，结果显示差异蛋白主要参与生长发育、物质代谢和胁迫应答等生物过程；同时差异蛋白主要参与胰岛素信号通路、乙醛酸和二羧酸代谢等相关途径。分别选取上调基因和下调基因进行qRT-PCR验证，其趋势与蛋白组学结果一致。该研究将为进一步解析家蚕滞育诱导发生机制提供靶标蛋白和数据参考。