水平基因转移(Horizontal gene transfer，HGT)，又称基因水平转移或基因侧向转移(lateralgene transfer，LGT)，是指在差异生物个体之间，或单个细胞内部细胞器之间所进行的基因传递过程。与此相对，基因垂直转移指生物由其祖先继承遗传物质。随着遗传学的深入研究，研究者揭示了不同层次上的基因转移，拓宽了基因交流的概念，阐明了基因水平转移在生物进化方面具有重大意义。家蚕作为重要的鳞翅目模式昆虫，在经典遗传学研究上具有重要作用。人们对其水平基因转移方面的研究还比较少，对已分析得到的水平转移基因是否具有功能也不甚清楚。本研究选取家蚕水平转移基因芳环双加氧酶基因(Dioxygenase)作为研究对象，对其进行克隆、表达及酶活鉴定，经以上研究确定该水平转移基因是否具有活性。主要研究结果如下：　　 1、家蚕BmDio基因的克隆及序列分析双加氧酶基因在家蚕基因组中具有两个拷贝，CDS全长分别为819bp、885bp，两个重复基因编码的蛋白序列的相似性为62.2％。我们选取全长为819bp的拷贝进行研究，将其命名为BmDio。基于家蚕数据库的信息，设计引物克隆了BmDio基因。结果分析表明，BmDio CDS全长819bp，定位于家蚕24号染色体，无内含子，编码272个氨基酸。蛋白预测分子量30.8kD，等电点为6.23。　　 2、家蚕BmDio基因的原核表达将BmDio基因完整的CDS序列亚克隆到pET-28(+)表达载体，构建重组表达载体，并将该重组质粒转化到大肠杆菌表达菌株，经IPTG诱导表达得到约32kD的重组蛋白。经过诱导条件的优化，在37℃使用终浓度为1mM的IPTG诱导培养5h，最终得到大量可溶性形式表达的重组蛋白。　　 3、家蚕BmDio基因表达情况分析利用RT-PCR技术分析BmDio基因在家蚕不同发育时期及不同组织的表达模式。结果表明，BmDio基因在整个发育期及5龄3天的各组织均高量表达。　　 通过Ni柱亲和层析方法纯化原核表达的BmDio蛋白，免疫小鼠制备多克隆抗体；通过Western blotting分析5龄3天家蚕Dio蛋白在各组织中的表达情况，结果与mRNA水平表达谱结果大体吻合，只是在血液中蛋白近似不表达，与表达谱分析结果有差异。　　 4、家蚕BmDio砌基因的功能初探利用Dio基因编码蛋白参与的特异颜色反应，我们对家蚕BmDio基因的功能进行了初步研究。制备酶粗提液，取上清加适量底物邻苯二酚溶液，置30℃左右温育30分钟用分光光度计测OD375nm值。测定结果表明，家蚕中的Dio基因编码的蛋白具有典型的芳环双加氧酶的功能。　　 综上所述，本研究在家蚕基因组中的水平转移基因Dio进行了克隆和序列分析，进而原核表达获得并纯化出BmDio蛋白，并且对该基因在家蚕中的时空表达情况进行了mRNA水平及蛋白水平的分析，最后初步确定了BmDio蛋白的功能。实验结果表明家蚕BmDio基因在家蚕体内各组织时期普遍表达，并且具有芳环双加氧功能。