家蠶感染白僵菌差異表達基因研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、球孢白僵菌(Beauveria bassian)是蠶業(yè)生產(chǎn)上危害最嚴重的病原真菌,其導致的僵病是養(yǎng)蠶業(yè)的三大傳染病之一,給蠶業(yè)生產(chǎn)帶來了重大的經(jīng)濟損失。開展家蠶與白僵菌互作的分子機制研究,對探索昆蟲宿主與病原真菌的應(yīng)答、對僵病的診斷防治、及將其運用到農(nóng)林害蟲的生物防治、提高其殺蟲效果具有重要意義。
  以家蠶P50為實驗品種(本研究所用的蠶品種均是P50),白僵菌體表接觸感染家蠶幼蟲的體壁及附著組織為實驗組、水處理家蠶幼蟲的體壁及

2、附著組織為對照材料,利用抑制性消減雜交方法構(gòu)建了正反向消減cDNA文庫,240個陽性克隆經(jīng)測序、比對分析共獲得56個已知基因和32個新的ESTs序列。Real-time quantity PCR分析了其中的6個基因(熱激蛋白70,親環(huán)素,翻譯控制腫瘤蛋白,乙醇還原酶,過氧化氫酶,核糖體膜相關(guān)的蛋白4)分別在感染后6h、8h、10h、12h、15h、18h、24h時感染蠶與對照蠶體壁及附著組織的相對轉(zhuǎn)錄水平。
  以家蠶5齡第三天的

3、幼蟲為試驗對象,以體壁穿刺感染白僵菌的蠶為實驗組、穿刺滅菌水的蠶為對照組,采用抑制性消減雜交方法構(gòu)建了感染蠶和對照蠶血淋巴與體壁及附著組織的正、反向文庫,140個陽性克隆測序分析后共得到48個已知基因和5個未知ESTs序列。與體壁接觸感染的數(shù)據(jù)庫相比較,本庫中與蛋白質(zhì)合成、運輸、貯存功能有關(guān)的基因出現(xiàn)的頻率比較高;與免疫有關(guān)的應(yīng)激基因的種類有一定的差異,除了都有的熱激蛋白類、過氧化氫酶、抗菌肽B前體外,體壁庫中還有泛素、核糖體蛋白L10

4、A、乙醇脫氫酶、細胞色素b等,而穿刺庫有溶菌酶、rubisco活化酶、Moricin、gloverin4等。Real-time quantity PCR分析了其中的6個基因(轉(zhuǎn)鐵蛋白、化學感應(yīng)蛋白11、肌肉LIM蛋白亞型、性別特異性貯存蛋白SP1、芳基貯存蛋白、30KD脂蛋白)在穿刺后3h、6h、9h、12h、24h時感染血淋巴與對照血淋巴中的相對轉(zhuǎn)錄水平。
  用RACE方法從體表感染的正向庫中克隆了編碼家蠶鋅指蛋白1的基因(B

5、mZF1)和編碼高遷移率族蛋白(BmHMBG)基因的全長cDNA,并對其進行了生物信息學分析。BmZF1基因的cDNA全長是1850 bp,其中5’非翻譯區(qū)有195 bp、3’非翻譯區(qū)有464bp,1191 bp的開放閱讀框,共編碼396個氨基酸;在多肽鏈的第4-28、66-90、172-195、223-250的氨基酸殘基處各含有一個ZnF-C2H2結(jié)構(gòu)域,該基因編碼的蛋白屬于C2H2型鋅指蛋白,是鋅指蛋白家族中的一員。BmHMBG基因

6、的全長為3015 bp,含313 bp的5’非翻譯區(qū)和2114 bp的3’非翻譯區(qū),588bp的開放閱讀框,共編碼195個氨基酸。這是一個小分子親水蛋白,在多肽鏈的第107-173氨基酸殘基上含有一個HMGB-UBF_HMG-box結(jié)構(gòu)域,這是一種DNA結(jié)合蛋白,屬HMG-Box超家族。
  BmZF1和BmHMBG在家蠶的脂肪體、血淋巴、體壁、中部絲腺、后部絲腺、中腸、馬氏管、生殖腺等主要組織中均有表達;Real-time qu

7、antity PCR結(jié)果表明,BmZF1在感染組織中的表達水平明顯上調(diào),可能是發(fā)揮了其通用轉(zhuǎn)錄因子的作用,使感染組織中其他蛋白的表達也上調(diào),使機體無法利用凋亡等途徑抑殺吞噬了白僵菌菌絲的細胞,從而使有免疫功能的血細胞數(shù)量逐漸減少,真菌孢子的數(shù)量逐步增加。BmHMGB熒光定量PCR結(jié)果表明,在感染白僵菌的家蠶組織中的表達水平明顯高于正常組織,以感染后24h的相對表達量為例:感染白僵菌的后部絲腺是對照后部絲腺的5.98倍,中部絲腺是7.31

8、倍,中腸10.31倍,性腺4.56倍,馬氏管4.20倍,脂肪體6.11倍,體壁8.34倍,血淋巴21.71倍。推測當白僵菌侵染家蠶后,宿主的天然免疫應(yīng)答被激活,家蠶具有免疫功能的血細胞主動分泌、凋亡的細胞被動釋放BmHMGB,最終體液中BmHMGB的濃度升高,BmHMGB與其他因素的協(xié)調(diào)作用導致家蠶機體功能紊亂,最終死亡。
  本研究為從分子水平上闡明家蠶應(yīng)對白僵菌侵染的應(yīng)答機制和白僵菌感染家蠶的致病機理提供了新視野和新依據(jù),為進

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