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Hemolin蛋白是昆虫先天性免疫蛋白中重要的成员,目前只有在鳞翅目昆虫体内存在。家蚕(Bombyx mori)由于其研究较多,遗传材料丰富,背景清楚,方便饲养等众多优点而成为鳞翅目昆虫中的代表种,是研究免疫和变态发育的适宜材料,我们的实验对象就是家蚕的Henolin蛋白。 目前认为Hemolin蛋白参与了鳞翅目昆虫的免疫和发育过程,但对其功能的本质却仍有很多不清楚的地方。许多研究已经鉴定出hemolin能够在幼虫的脂肪体、中肠、血淋巴和外表皮组织中低水平的转录。hemolin基因能够受到细菌的诱导表达,且诱导后的转录水平很高。也有实验指出,在某些鳞翅目昆虫中hemolin基因也能够受到病毒的诱导,可能具有抵御病毒入侵的作用。还有些研究发现,在某些鳞翅目的卵巢组织、卵和蛹中也检测到了hemolin基因的转录和表达,这暗示hemolin也可能参与昆虫的发育调节。 就目前来说,关于hemolin的研究大多局限于惜古比天蚕(Hyalophra cecropia)和烟草天蛾(Maduca sexta)这些昆虫中,而很少有研究家蚕hemolin基因。本实验利用qPCR和Western Blotting等方法研究了大肠杆菌和家蚕核型多角体病毒侵染对家蚕中肠hemolin的转录和翻译的影响。研究了细菌细胞壁成分肽聚糖和脂多糖对家蚕hemolin基因的影响。通过二维电泳的方法研究了家蚕经细菌刺激后中肠组织和血淋巴蛋白质组的变化。通过对家蚕蛹注射siRNA片段,将hemolin基因沉默,观察家蚕蛹发育变化,证明hemolin基因与家蚕的发育有关。 (1)抗体是研究蛋白及蛋白互作的重要工具之一。我们利用小鼠制备了Hemolin蛋白的多克隆抗血清用于检测Hemolin蛋白的表达情况。免疫印迹结果显示,在家蚕中能够特异性地检测Hemolin蛋白。利用该抗体我们还从蛹中纯化出Hemolin蛋白。 (2)通过RT-PCR得到了家蚕中肠组织hemolin基因的cDNA序列。家蚕五龄第三天分别注射灭活的大肠杆菌和家蚕核型多角体病毒,在病原物侵染后9小时、24小时和48小时后分别取中肠组织提取mRNA和蛋白,用于qPCR和Western Blotting实验。实验结果显示,大肠杆菌能够有效诱导家蚕中肠hemolin基因的转录和表达,在转录水平上和对照组(注射PBS)相比大约提高26倍。但是在注射BmNPV病毒后,不管在RNA水平还是在蛋白水平上都不能检测到Hemolin蛋白的变化。 (3)为研究细菌细胞壁成分肽聚糖和脂多糖能否诱导家蚕中肠hemolin基因的表达,通过注射外源肽聚糖和脂多糖溶液来刺激家蚕,并利用qPCR和Western Blotting方法检验其对hemolin的影响。实验结果显示,肽聚糖和脂多糖都能够诱导家蚕中肠组织hemolin基因的表达,分别约为对照组的7.95倍和7.62倍,但是没有灭活的大肠杆菌的刺激效果显著。 (4)家蚕中肠组织和血淋巴受到细菌侵染后,体内的免疫系统发挥作用,许多蛋白的表达受到了激活或者抑制,我们利用二维电泳的方法来探寻在家蚕受到灭活的大肠杆菌刺激后,中肠和血淋巴蛋白质组的变化,以期发现与Hemolin蛋白相关的蛋白。实验结果发现,在家蚕中肠组织中,在感染9小时后与对照相比能够检测7个差异蛋白,我们对其进行了质谱鉴定,解析了其中的3种蛋白,他们分别是葡萄糖苷酶前体、磷脂酰乙醇胺结合蛋白和液泡ATP合成酶亚基。在家蚕血淋巴中,有3个差异蛋白点。经二级质谱鉴定,发现其中一个是家蚕预测蛋白,功能还未知;其余两个是30K蛋白。 (5)RNA干扰是研究某个基因功能常用的方法之一。我们将合成的三种siRNA片段导入到蚕蛹翅原基附近,通过检测蛹期家蚕hemolin表达的变化和蚕蛹孵化成成虫后的形态变化,探寻家蚕hemolin基因与家蚕翅原基发育是否相关。实验结果显示,高浓度的siRNA注射后,会引起家蚕蚕蛹的死亡。中、低浓度的siRNA注射后,家蚕也能够孵化成成虫。当注射siRNA片段量为2μg时,在mRNA水平和蛋白水平上都没有检测到hemolin表达量的明显变化,成虫的翅膀也发育完全。当注射siRNA片段的量为4μg时,在mRNA水平上也检测不到hemolin基因表达变化。但是在蛋白水平上,注射片段1和片段2实验组Hemolin蛋白的表达量明显降低。有部分家蚕成虫翅膀发育不完全,长度比较短,且舒展不开。而阴性对照组和片段3实验组成虫的翅膀没有明显的变化。 我们对家蚕hemolin基因进行了初步的探究,得到了一些有意思的结果,这对阐明hemolin基因的功能提供了有用的线索。