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家蚕(Bombyx mori)在胚胎发育的原肠胚阶段发生滞育。25℃明催青和15℃暗催青分别诱导二化性家蚕产下滞育性卵和非滞育性卵。二化性家蚕滞育过程可以分为诱导、决定、发动、维持和解除五个不同阶段。即时浸酸可以阻止滞育发动,5℃低温处理能够解除滞育。有关家蚕滞育的研究,虽然在生态生理学、生理学、内分泌学和生物化学与分子生物学等方面取得了很大进展,但滞育的分子机制仍未完全解明。H2O2是好氧生物体内活性氧(reactive oxygen species, ROS)之一,主要由超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)和黄嘌呤氧化酶(xanthine oxidase, XO)催化产生,由过氧化氢酶(catalase, CAT)负责清除。近几年来,我们探讨了H2O2水平变化与家蚕滞育的关系。在滞育诱导、决定和解除阶段,H2O2水平显著高于对照;相反,在滞育发动和维持阶段,H2O2水平显著低于对照。本文采用RT-PCR技术和紫外分光光度法分别测定了二化性家蚕在不同滞育阶段CAT mRNA水平与CAT活性的变化,比较了滞育诱导、决定、发动、维持和解除阶段CAT基因表达的差异。结果发现,在滞育不同阶段,家蚕CAT基因表达发生了显著变化。1滞育诱导阶段CAT基因表达情况在胚胎发育的stage 20~stage 29期间,产滞育卵胚胎的CAT mRNA水平显著高于产非滞育卵胚胎的CAT mRNA水平;前者CAT活性分别在stage 21和stage 27出现峰值,是同期后者的2.4倍和2.2倍。该结果表明,家蚕滞育诱导阶段CAT基因表达上调。2滞育决定阶段CAT基因表达情况在化蛹后3 d到羽化期间,两者卵巢的CAT mRNA水平和CAT活性均下降。与滞育诱导相似,前者CAT mRNA水平和CAT活性都显著高于后者。该结果表明家蚕滞育决定阶段CAT基因表达上调。3滞育发动阶段CAT基因表达情况滞育性卵CAT mRNA水平在产后24 h形成显著峰值,并且在72 h后消失;同期,其CAT活性一直上升。在非滞育性卵中,CAT mRNA水平随着胚胎发育而上升;其CAT活性在24 h前下降,之后随着胚胎发育逐渐上升。该结果表明,滞育发动期间,滞育性卵和非滞育性卵CAT基因表达存在显著差异。4即时浸酸对CAT基因表达的影响即时浸酸显著抑制了CAT基因表达,CAT mRNA水平和CAT活性明显下降。此外,即浸卵CAT基因表达的趋势与非滞育性卵非常相似。5滞育维持阶段CAT基因表达情况在滞育维持阶段,滞育性卵CAT mRNA下降到检测限以下,CAT活性保持于低水平。同期,非滞育性卵CAT mRNA水平和CAT活性均上升。6滞育解除阶段CAT基因表达情况5℃低温处理,滞育卵CAT mRNA水平和CAT活性均增加,表明滞育解除过程中CAT基因表达增强。与滞育卵比较,5℃低温处理,即浸卵含有更高的CAT mRNA水平和CAT活性。我们的研究表明,在二化性家蚕滞育诱导、决定、发动、维持和解除阶段,CAT基因表达均有差异,其变化与滞育不同阶段H2O2水平变化一致。家蚕滞育过程中,CAT基因表达差异可能是H2O2水平控制的关键因素。