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至今,养蚕业仍属传统的劳动密集型产业,桑叶生长受季节和地域的限制,采桑养蚕耗时耗力,效率低下。因此,发展省时省力的工厂化养蚕成为蚕业发展的重要方向。而建立标准化人工饲料养蚕体系是实现工厂化养蚕的重要甚至是必要条件,其关键基础一是开发低成本、营养适合的人工饲料,二是选育人工饲料适应性优良的蚕品种。家蚕GS01是西南大学家蚕基因资源库中筛选获得并保存的一份优良广食性品系,可摄食甘蓝型白菜等多种非桑科植物叶。探明GS01对人工饲料摄食性的遗传基础,不仅有助于我们理解家蚕食性形成的分子机制,同时对家蚕低成本人工饲料的研发、广食性家蚕优良品种的选育具有重要的理论和实践意义。本研究以家蚕广食性品系GS01为研究材料,对其人工饲料饲养的实用化潜力进行评价,并通过转录组测序鉴定参与GS01广食性形成的候选基因。主要获得以下研究结果:1.家蚕GS01对全龄人工饲料育具有良好的适应性调查了家蚕广食性品系GS01对两种人工饲料的摄食情况,发现GS01不仅对普通颗粒人工饲料的摄食性良好,对桑叶粉含量降低的低成本人工颗粒饲料也具有良好的摄食性和适应性,两种人工饲料全龄育均可上簇结茧和完成世代发育。与山东育成的广食性品系广食一号、优食一号相比,三者体重、全茧量、茧层量、茧重生产效率及茧层生产效率较桑叶全龄育均有一定程度的下降,从各指标对比桑叶育下降的显著性看,GS01对普通颗粒人工饲料的适应性较好,具有良好的人工饲料饲养的实用化潜力。2.GS01化学感受器官的转录组测序分析家蚕通过化学感受系统（嗅觉和味觉）识别环境中的植物挥发性气味来进行觅食选择。家蚕的化学感受器官主要是触角和下颚,还有足、表皮等。本研究中选取了食性差异较大的广食性品系GS01与非广食性品系Dazao为研究材料,分别取其5龄起蚕的触角、下颚及胸足为材料,分别提取总RNA进行转录组测序（含3个生物学重复）。转录组测序分析表明,极显著差异表达的基因在触角中有1583个,下颚中有1687个,胸足中有1882个,三个组织中共同的差异基因有1034个。本小组前期行为学检测发现GS01的嗅觉灵敏性较弱,不能准确锁定食物源并产生趋向行为。进一步分析发现,在本次转录组测序分析到的极显著差异表达基因中有2个嗅觉受体基因。3.锁定BmOr39、BmOr J为参与GS01食性形成的候选基因嗅觉受体（olfactory receptor,Or）基因是家蚕嗅觉形成的关键。基于家蚕新基因组,本研究重新鉴定得到的嗅觉受体基因一共为73个,并对其进行连续编号和命名,通过详细的分析比对,将它们锚定到了家蚕的28条染色体的具体位置上。本次转录组测序分析到的极显著差异表达基因中有2个嗅觉受体基因,即BmOr39和BmOr J,分别位于前期定位的两条与GS01广食性突变表型关联的第3号、第21号染色体上,故我们将这两个嗅觉受体基因作为GS01嗅觉突变的候选基因。4.BmOr39和BmOr J的表达模式与家蚕取食规律一致BmOr39与BmOr J基因的组织和时期表达谱结果表明,两个基因几乎在所有组织均有较低表达,推测两个基因不仅作为嗅觉受体基因起作用,同时还参与了家蚕其他生命活动;且两个基因在眠蚕时表达量下调,起蚕时表达量上调,推测这一趋势可能与家蚕眠期不食、眠起取食的行为有关。对BmOr39、BmOr J基因的表达与GS01广食性表型关联性进行调查,通过q RT-PCR检测了BmOr39、BmOr J基因在野生型Dazao与广食性品系GS01四龄起、四龄眠、五龄起幼虫触角中的表达,结果显示与野生型Dazao相比,GS01中BmOr39、BmOr J基因的表达量发生下调,且起蚕触角的表达下调更为显著。因此,推测BmOr39、BmOr J基因的表达与家蚕幼虫的取食行为有关。5.家蚕GS01中BmOr39和BmOr J的基因组变异分析在多个野生型品系与家蚕广食性品系GS01中对候选基因BmOr39、BmOr J的ORF序列进行了调查,发现在广食性品系GS01中,BmOr39的ORF上存在5处SNP和1处特异性的2bp碱基缺失,导致基因的蛋白质序列发生了提前终止,但基因的功能结构域未被破坏;通过多品系验证发现,与多个野生型品系相比,在广食性品系GS01中,BmOr J的ORF上存在9处SNP和1处特异性的单碱基缺失,导致了蛋白质的翻译提前终止,并破坏了基因的功能结构域。这就进一步表明BmOr39、BmOr J基因参与了家蚕GS01的食性突变的形成,其功能有待进一步的研究验证。综上所述,我们以家蚕广食性品系GS01为研究材料,鉴定了GS01品系对全龄人工饲料饲养的优良适应性,并综合分子定位、转录组测序、嗅觉受体基因的重新鉴定及候选基因特异性变异分析结果,鉴定到了两个参与家蚕食性形成的基因BmOr39和BmOr J。在家蚕广食性品系GS01中,BmOr39和BmOr J基因ORF序列均发生了变异,蛋白质翻译发生了提前终止,基因的表达量也发生了显著下调,表明两个基因可能是GS01广食性表型形成的重要遗传因素。本项研究不仅有助于我们进一步了解家蚕食性形成的分子基础,同时对家蚕低成本人工饲料的研发和改良、广食性家蚕品种的培育和优良适应性品系的选育均具有重要理论和实践意义。