根据茧丝主要呈色色素的种类和含量，家蚕彩色茧品种主要分为黄红茧系和绿茧系两大类。黄红茧系品种茧丝的主要呈色色素为类胡萝卜素。家蚕自身不能合成类胡萝卜素，只能从桑叶中获取。桑叶中的类胡萝卜素，透过中肠，穿过血液，进入丝腺与丝胶结合才能使茧丝呈色。这个过程受到黄血基因Y，黄血抑制基因I，黄茧基因C和肉色茧基因F等多种基因的调控。　　目前已知CBP、Cameo2和SCRB15分别为Y、C和F基因的产物。CBP与Cameo2一起控制黄茧的形成，而CBP和SCRB15则一同控制肉色茧的形成。除了黄色和肉色外，家蚕黄红茧的茧丝还拥有许多美丽的颜色，就是同种色系不同家蚕品种茧丝的颜色深浅也有不同。那么，家蚕黄红茧系茧丝色彩的差异与类胡萝卜素的种类和含量有什么关系？家蚕体内类胡萝卜素的积累是如何影响黄红茧系茧色形成的？已克隆的黄茧和肉色茧形成相关基因与其他茧色的形成是否有关，它们是如何调节类胡萝卜素在家蚕体内转运的？是否还有其他的类胡萝卜素转运调节因子参与茧色的形成？这些问题的解答将有助于阐明家蚕黄红茧系茧色形成机制，为天然彩色茧资源的开发和利用提供理论基础，同时还能为哺乳动物以及人类体内类胡萝卜素吸收代谢的研究提供参考。　　本研究在不同茧色家蚕品种间，比较了类胡萝卜素体内积累与黄红茧茧色形成之间的关系:分析了家蚕体内类胡萝卜素积累与茧色形成相关基因表达的相互关系;在细胞水平，对黄红茧形成相关蛋白的类胡萝卜素转运功能进行了初步探索;最后分离纯化了锈茧品种03-520丝腺组织中的类胡萝卜素结合蛋白。主要研究结果如下:　　1.家蚕体内类胡萝卜素积累与茧丝呈色的关系　　采用RP-HPLC-DAD法对桑叶和不同茧色家蚕品种幼虫末龄的中肠、血液、丝腺以及茧丝中的类胡萝卜素进行定性和定量分析。结果表明:(1)桑叶、蚕体和黄红茧系茧丝中的主要类胡萝卜素的种类相同，均为叶黄素、β-胡萝卜素和紫黄质。(2)叶黄素与β-胡萝卜素的含量比与茧丝颜色的深浅有关，叶黄素与β-胡萝卜素的含量比越高，茧丝的颜色越黄。(3)丝腺组织中类胡萝卜素的组成和含量比与茧丝基本一致。(4)丝腺组织对血液中类胡萝素的吸收存在品种、时间和吸收部位上的差异。黄茧品种的丝腺组织主要吸收叶黄素，锈茧品种的丝腺组织主要吸收β-胡萝卜素;黄茧品种幼虫丝腺组织在末龄3天开始吸收叶黄素，红茧品种03-320和锈茧品种03-520幼虫的丝腺组织在末龄3大开始吸收β-胡萝卜素，而在幼虫末龄5天以后红茧品种03-320才开始吸收叶黄素;红茧品种03-320和锈茧品种03-520的中部丝腺后段主要吸收β-胡萝卜素，而红茧品种中部丝腺中段主要吸收叶黄素。由此可知，血液中的类胡萝卜素选择性的进入丝腺是黄红茧系茧丝颜色出现品种差异的主要原因。　　2.家蚕黄红茧形成相关基因的发育时期表达模式与类胡萝卜体内积累的关系　　采用RT-PCR方法，对不同茧色家蚕品种幼虫末龄中肠和丝腺组织中CBP、Cameo2和SCRB15的表达进行检测，结果表明，CBP在黄茧、红茧和锈茧品种的中肠和丝腺中均有表达;Cameo2在黄茧品种和红茧品种的中肠和丝腺以及锈茧品种的中肠中均有表达;SCRB15在黄茧、红茧和锈茧品种的丝腺中有表达。通过实时定量PCR分析这3个基因在不同茧色家蚕品种幼虫末龄1～7天中肠和丝腺组织中的发育时期表达模式，结果表明，Cameo2和SCRB15在丝腺中的发育时期表达模式分别与叶黄素和β-胡萝卜素的积累规律一致。以上结果说明，CBP、Cameo2和SCRB15可能参与红茧和锈茧茧丝颜色的形成。此外，CBP总是与Cameo2和/或SCRB15同时表达，预示CBP有可能与Cameo2或SCRB15共同作用调节丝腺类胡萝卜素的积累。　　3.家蚕黄红茧形成相关蛋白类胡萝卜素转运功能的初步研究　　为了初步探索CBP、Cameo2和SCRB15在家蚕丝腺组织类胡萝卜素积累过程中的具体作用，我们首先对这3个基因编码蛋白的结构特点进行了在线预测。结果表明，CBP属于StAR蛋白家族成员，没有跨膜区。Cameo2和SCRB15均属于CD36蛋白超家族成员，两个蛋白在近N端和近C端各有一个跨膜区域。亚细胞定位和共定位结果显示，SCRB15和Cameo2可以定位在细胞的质膜、内囊泡膜和核膜上，而CBP定位在整个细胞，CBP和SCRB15或Cameo2能够在同一部位重叠。以上结果说明SCRB15和Cameo2为膜蛋白，而CBP可能是胞质蛋白。　　转染细胞类胡萝卜素吸收实验结果表明，表达SCRB15的细胞吸收β-胡萝卜素的浓度是对照组的1.82倍，差异显著(P＜0.05);表达SCRB15+CBP的细胞β-胡萝卜素的浓度是对照组的2.50倍(P＜0.01)，且与其他组合转染细胞相比差异均显著（P＜0.05），说明SCRB15可提高转染细胞对β-胡萝卜素的吸收能力，CBP可与SCRB15协同作用促进细胞β-胡萝卜素的吸收。采用含有不同类胡萝卜素微胶粒的培养基孵育转染细胞，结果表明，表达SCRB15+CBP的细胞特异性吸收β-胡萝卜素，而表达Cameo2+CBP的细胞特异性吸收叶黄素。表达SCRB15+CBP的细胞对β-胡萝卜素的吸收具有时间、浓度依赖和饱和性，而表达Cameo2+CBP的细胞对叶黄素的吸收也具有时间、浓度依赖性和饱和性，说明膜蛋白SCRB15和Cameo2可以分别选择性识别和介导β-胡萝卜素和叶黄素的细胞吸收。　　BiFC分析结果表明:CBP和Cameo2或SCRB15在细胞内存在物理位置上的相互靠近或直接的相互作用。　　综合以上结果，我们得出以下结论:在体外细胞培养体系中，膜蛋白SCRB15选择性识别β-胡萝卜素，而Cameo2则选择性识别叶黄素，它们可能是通过细胞内陷形成囊泡的形式携带类胡萝卜素进入细胞，在此过程中分散在细胞质中的CBP与SCRB15和Cameo2的胞质部分相互作用，促进囊泡的形成和细胞内的运输。　　4.家蚕锈茧品种03-520丝腺组织类胡萝卜素结合蛋白的分离纯化与鉴定　　为寻找新的类胡萝卜转运调节因子，我们以锈茧品种03-520丝腺组织为材料提取类胡萝卜素结合蛋白。采用多种蛋白纯化方法获得了CBP、蜕皮激素氧化酶和视黄酸结合蛋白的纯化样品。其中CBP蛋白主要结合叶黄素(71.14％)和β-胡萝卜素(22.75％)。类胡萝卜素-CBP复合物的光谱具有类胡萝卜素吸收峰的特征，吸收波长分别为432 nm，462nm和492nm。视黄酸结合蛋白纯化样品的光谱也具有类胡萝卜素吸收峰的特征，吸收波长分别为434nm，456nm和482nm。蜕皮激素氧化酶纯化样品的光谱虽不具有类胡萝卜素的特征峰，但在可见光区有两个光谱吸收峰，波长分别为399nm和466nm。我们首次在视黄酸结合蛋白和蜕皮激素氧化酶纯化样品中检测到β-胡萝卜素，说明这两个蛋白可能参与丝腺细胞β-胡也萝卜素的吸收和代谢。