家蚕丝素蛋白基因在丝腺细胞凋亡过程中的表达特征研究

【摘要】家蚕(Bombyxmori)是重要的经济昆虫，同时也是鳞翅目的模式生物，在中国已有5700多年的驯养历史。家蚕对农药的抵抗能力较弱，蚕体直接接触农药或食下农药污染桑叶后，都可能引起家蚕中毒而导致结茧障碍，使蚕业生产遭受巨大损失。家蚕丝腺是丝蛋白合成和分泌的重要器官，丝腺中丝蛋白相关基因的转录和翻译水平直接影响产丝量，其在吐丝过程中萎缩退化，是研究细胞凋亡的模式器官。为了研究农药胁迫和吐丝-预蛹期家蚕丝腺凋亡对丝素蛋白合成的影响，本文以家蚕“大造”和“菁松×皓月”为材料，利用基因芯片技术，研究了家蚕在添食辛硫磷后丝腺基因的转录特征，并通过荧光定量PCR和westernblot等技术研究了吐丝-预蛹期家蚕丝腺凋亡和丝素蛋白合成变化，主要研究结果如下：1家蚕丝腺经辛硫磷诱导后的基因转录特征为了研究辛硫磷诱导下家蚕丝腺中基因转录的变化特征，本研究采用基因芯片技术，检测了辛硫磷(4.0μg/mL)诱导24h后家蚕丝腺基因的表达特征，对差异表达基因进行了功能注释、分类，对涉及KEGG的信号通路进行了分析。结果显示，辛硫磷诱导后，丝腺中共检测到3206个基因，其中270个基因表达差异显著，上调基因249个，下调基因21个。对部分差异表达基因进行分析，筛选出涉及凋亡、解毒、蛋白降解的相关基因。采用qRT-PCR技术对参与凋亡、解毒、蛋白降解相关的9个基因进行了表达水平的验证，对3个丝素蛋白合成相关基因(Fib-H、Fib-L、P25)进行了表达特征分析。结果表明：辛硫磷诱导后引起丝腺细胞的凋亡、抑制丝素蛋白的合成，可能是辛硫磷诱导引起家蚕结茧障碍的原因。本研究为探明有机磷农药诱导引起家蚕吐丝障碍的作用机制提供了新的思路。2家蚕吐丝-预蛹期丝腺凋亡及丝素蛋白合成的研究家蚕丝腺是丝蛋白合成和分泌的重要器官，其在吐丝过程中萎缩退化，是研究细胞凋亡的模式器官。本研究分别从丝腺形态变化、凋亡相关酶的基因表达和酶的活性上证明了吐丝-预蛹期丝腺发生凋亡，检测了在凋亡过程中丝素蛋白在基因和蛋白的表达水平。结果表明：家蚕吐丝过程中，丝腺在形态上明显萎缩退化，caspase-3、caspase-9转录水平明显增加，表明丝腺发生了凋亡；在此期间丝素蛋白的合成明显减弱，可能是丝腺凋亡降低了丝素蛋白的合成。已有研究表明ace在凋亡过程中发挥重要作用，但是在家蚕两种类型ace在家蚕丝腺凋亡过程中所发挥的作用还没有报道，本文研究结果表明两种类型ace在丝腺不同部位72h和0h相比，ace1在中部丝腺(MSG)增加100倍，在后部丝腺(PSG)增加了9倍，ace2在前部丝腺(ASG)表达增加了39倍。我们推测ace1在MSG、PSG凋亡过程中发挥作用，而ace2则是在ASG凋亡过程中发挥作用。上述研究结果对于解明农药中毒引起家蚕吐丝障碍具有重要意义，也对研究丝蛋白合成和丝腺凋亡的关系有一定的意义。
【作者】马烈；
【导师】沈卫德；
【作者基本信息】苏州大学，特种经济动物饲养，2014，硕士
【关键词】家蚕；丝腺；凋亡；丝素；辛硫磷；

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