论文部分内容阅读
家蚕伴性赤蚁(sch)品种在胚胎发育后期具有高温干燥敏感性,在高温干燥的催青条件下,伴性赤蚁的孵化率极低,但是赤蚁的不孵化并不是由于胚胎死亡,而是一种孵化不可能。其中对高温最敏感的时期是气管显现期(己3),对干燥最敏感的时期是转青期(己5),这两个时期分别称为高温敏感期和干燥敏感期,高温干燥敏感性基因定义为伴性温敏基因(t),t与Z染色体上21.5位置的sch基因紧密连锁,呈隐性伴性遗传。研究发现,伴性温敏现象在其它品种中也存在。温敏致死(孵化不可能)的分子机制仍不很清楚,本研究采用蛋白质组研究技术,通过不同催青条件下具温敏性状品种的胚胎蛋白质分析,探索温敏不孵化的分子机理。 本研究首先综合比较了磷酸缓冲液和Tris-HCl缓冲液两种蛋白质抽提缓冲液、以及由不同的离液剂、表面活性剂和还原剂所组成的六种蛋白质溶解缓冲液,发现用磷酸缓冲液抽提蚕卵蛋白质、用TCA沉淀其中的易溶性蛋白质、再用含有8M 尿素,2M硫尿,4%W/V CHAPS, 20mM Trisbase, 30mM DTE, 2%carrier amphotytes (pH 3.5-10)的溶解缓冲液溶解蛋白质是抽提家蚕胚胎蛋白质样品的较好方法,抽提的蛋白质样品经双向电泳获得的图谱比较完整、稳定。 以具伴性温敏基因的品种和正常基因品种为亲本的杂交一代,在高温干燥条件下,经质谱分析和同源性检索发现,主要差异蛋白与卵黄蛋白具有同源性,其中具温敏基因的正交组合,蛋白斑点6、蛋白斑点8与卵黄蛋白同源,而不具温敏基因的反交组合,蛋白斑点6’与cDNA文库中编号为wdV30370 T3“$”的五龄幼虫第三天的翅原基基因克隆推导的蛋白序列同源,蛋白斑点8’与卵黄蛋白同源。综合蛋白斑点6和蛋白斑点8的变化,推测是由于高温干燥的不利环境,胚胎需要提前并且快速地消耗卵黄蛋白以合成功能蛋白质,但是又由于高温干燥的影响,使得正常消耗卵黄蛋白的某些酶的合成以及其活性受到影响,卵黄蛋白在体内的吸收通道改变或被断截,氨基酸供应的正常途径受影响,其供应保证不了在高温干燥条件下合成功能蛋白质的需要,即使最终卵黄蛋白被消耗掉大部分,但是由于氨基酸供应时间的滞后造成合成功能蛋白质时间的延迟,起不到抵抗不良环境的作用,以及最终在胚胎体内的积留造成胚胎合成功能蛋白的氨基酸供应的不足以及合成的功能蛋白质的不足,引起了温敏基因品种的生理机理不完全从而导致了不孵化。蛋白斑点8的蓄积以及最终的残 留推测是在以温敏基因品种作父本的杂交一代的雌个体中存在,是引起不孵化的原 因。 为了进一步分析胚胎在高温干燥催青条件下的蛋白质变化,揭示高温干燥催青的 机理,实验将蚕卵的胚胎从卵黄、卵壳及浆膜中分离出来,单一提取胚胎蛋白质,进 行蛋白质的双向电泳。研究发现在常温常湿、高温干燥、高温多湿三种不同的温湿度 条件下,温敏基因品种的蛋白质电泳图谱各有不同,从戊3胚子到己4胚子期间,明 显差异的蛋白共有30个。推测高温干燥催青条件使温敏基因品种相应地产生了协同 机制,其中的一部分基因被抑制,而另一部分基因被激活,由此造成了家蚕胚胎发育 过程中酶的合成和活性受到影响,进而使胚胎正常的生理生化反应被改变,合成功能 蛋白质的时间和途径也受影响,从而导致了温敏基因品种的不孵化。胚胎30个差异 蛋白质可能助证了这一问题。 卵黄蛋白的降解途径和降解卵黄蛋白的酶以及胚胎的正常生理代谢发生变化后 是如何造成代谢途径的改变,使胚胎在孵化时缺乏所需的营养而导致不孵化,有待于 进一步的研究。