家蠶幾丁質酶與幾丁質合成酶的基因表達與功能研究.pdf

1、幾丁質是昆蟲等節(jié)肢動物、線蟲和真菌特有的一類重要生物多聚物，支持昆蟲表皮、氣管以及腸上皮圍食膜的角質層。幾丁質代謝依賴兩種幾丁質合成酶和幾丁質降解酶，及其與生物體發(fā)育相適應的嚴格的幾丁質的合成與降解的協調。昆蟲生長與變態(tài)嚴格依賴于含有幾丁質的組織器官的結構改變能力，控制昆蟲等無脊椎動物的幾丁質合成和降解，就有可能實現對其生長發(fā)育，甚至是生命的控制。因此，幾丁質合成和降解的控制成為專一性新型殺蟲劑和殺菌劑的研究熱點。
　　 60％

2、以上的農業(yè)害蟲屬于鱗翅目，其安全高效的防治方法研究具有重大的現實意義。本文依靠家蠶基因組數據庫資源，利用分子克隆、RACE、生物信息學、RNAi等技術手段，對鱗翅目模式昆蟲家蠶的幾丁質合成酶同源基因BmChsA與BmChsB，以及幾丁質酶基因BmChi-h和BmCht，進行了研究，主要結果如下：
　　 1.首次在家蠶中克隆出幾丁質合成酶同源基因BmChsA與BmChsB的cDNA片段，長度分別為4943bp，3055bp。時空表

3、達調查結果顯示BmChsA基因特異性在幼蟲頭部和體壁組織大量表達，而BmChsB基因主要在中腸組織大量表達；在蛻皮期BmChsA基因表達水平上調，而BmChsB基因表達水平下調。
　　 2.RNAi的研究發(fā)現，3齡將眠蠶注射5μg/頭的BmChsA基因的dsRNA或siRNA，注射后36 h，分別出現了10％和40％的蛻皮異常的個體。蛻皮異常的幼蟲表現為個體變小、半蛻皮和不蛻皮三種。蛻皮異常幼蟲表皮的BmChsA基因轉錄水平也被

4、顯著下調，其中siRNA處理的效果顯著好于dsRNA處理。4齡起蠶注射家蠶幾丁質酶BmChi-h基因和.BreCht基因的5μg dsRNA/頭，沒有獲得表型異常的個體。
　　 3.家蠶4齡起蠶注射20羥蛻皮甾酮(20E)后，12 h后即出現舊表皮溶解、新表皮再生現象，36h即出現蛻皮前兆，在60h部分個體已經完成蛻皮，比對照組和保幼激素類似物Methoprene處理蠶提早了36h，而Methoprene涂抹處理后家蠶4齡幼蟲的

5、生長發(fā)育與對照沒有出現明顯差異。
　　 4.家蠶4齡起蠶激素處理后基因表達譜發(fā)現，20E顯著上調了幼蟲頭部與表皮的幾丁質酶基因BmChi-h和BmCht的表達水平，短時間抑制幾丁質合成酶基因BmChsA與BmChsB的表達水平，這種抑制在處理后30 h以后得到恢復。Methoprene處理對幾丁質合成酶基因BmChsA與BmChsB的表達影響不同，暗示其代謝調控機制可能存在差異。
　　 5.在不同外源激素誘導的生理狀態(tài)下

6、，家蠶頭部與體壁的幾丁質酶基因BmChi-h基因和BmCht基因維持了極為相似的變化趨勢，說明這兩個基因在家蠶體內發(fā)揮著極為相似的作用。家蠶幾丁質合成酶BmChsA在幼蟲頭部與體壁特異性表達、BmChsB只在體壁特異表達；在家蠶4齡幼蟲體壁中，BmChsA基因表達水平一直高于BmChsB基因，但4L-60 h幼蟲接近入眠時，BmChsB基因的表達被Methoprene處理抑制，而20E幾乎同時顯著提高了4L-36 h后幼蟲體壁中BmCh