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蜱是一类专性吸血的体外寄生虫,宿主分布广泛且繁殖能力强,是除蚊类外世界第二大疾病传播媒介,可导致多种人畜共患病,对畜牧业和人类健康产生极大威胁。长角血蜱(Haemaphysalis longicornis)在我国广泛分布,其存在两个生殖种群,两性生殖种群(Haemaphysalis longicornis bisexual population,HLBP)和孤雌生殖种群(Haemaphysalis longicornis parthenogenetic population,HLPP),HLPP不需经过交配即可饱血产卵。卵黄蛋白(vitellin,Vn)在卵内含量高且具有重要的作用,它在多种水解酶程序化调控下不断降解,为胚胎发育提供各类营养物质和能量。
本论文以HLPP为研究对象,运用分子生物学、生物化学和免疫学等技术,评估卵内卵黄蛋白的动态变化,分析其降解产物游离氨基酸和血红素的含量变化。结果显示,卵黄蛋白随胚胎发育被逐渐降解且在第13和17天分别出现3个和1个新的蛋白条带,但它并未完全被降解。游离氨基酸检测显示不同发育时期组氨酸的含量逐渐上升,第5天后谷氨酸的含量也逐渐上升,其余氨基酸则呈下降趋势,参与各类机体代谢。胚胎发育过程中血红素的含量无明显变化,它可结合卵黄蛋白保护机体免受氧化损伤,也可与特定酶类结合便于水解酶识别卵黄蛋白,调控降解。
实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qPCR)和荧光底物分析表明HLPP组织蛋白酶B在第15天有最大表达,酶活性在整个胚胎发育时期均呈现较高水平。组织蛋白酶D表达量在第3天达到最高,酶活性则呈现逐渐下降趋势。酸性磷酸酶在第9天表达量最高,酶活性随着胚胎发育逐渐升高。
酶及酶抑制剂孵育实验表明,加入三种酶对应抑制剂后抑制其活性,阻碍了卵黄蛋白降解。加入三种酶后,卵黄蛋白条带降解程度变大,说明三种酶参与卵黄蛋白降解;当加入两种酶混合物后相比加入单一酶,加速了卵黄蛋白的降解,这说明酶之间存在协同作用。
对饱血雌蜱进行RNAi,应用qPCR显示干扰有效。统计蜱产卵量和卵孵化率,结果显示敲低三种酶的表达并未影响蜱产卵量,但却导致卵孵化率降低,推测原因一方面是由于三种酶参与卵黄蛋白降解,另一方面三种酶在其它生命活动如细胞凋亡、免疫反应及生长因子和激素激活等方面发挥作用进而影响胚胎发育,因此三种酶具备疫苗候选的潜力。
应用DIA蛋白质组学对HLPP的5个时期蛋白数量、共有蛋白、差异蛋白和特异表达蛋白进行分析。结果显示它们参与诸多通路,如溶酶体通路、柠檬酸循环、糖代谢、谷胱甘肽代谢,涉及多个关键蛋白如核苷酸交换因子sil1、谷胱甘肽、苹果酸脱氢酶和NADP依赖型异柠檬酸脱氢酶。对各时期特异表达蛋白的分析结果显示,Ran结合蛋白可促进早期附肢的发育和伸长;核糖体蛋白保证第9天蛋白质的合成及组织器官分化;第13天的天冬氨酸转氨酶可调节线粒体极化和细胞凋亡,可能参与附肢退化;胚胎发育末期鉴定得到AIP1,涉及肌动蛋白细胞骨架的动态重组,可增强肌动蛋白丝的分解,对于维持细胞形态发挥重要作用。
本论文针对HLPP卵黄蛋白的降解及三种酶对卵黄蛋白和胚胎发育的调控进行探讨,评估酶的变化、功能及相互作用,并深入挖掘与胚胎发育相关的重要蛋白,以期阐明HLPP和HLBP的异同,为探究孤雌生殖这种特殊的生殖机制提供理论依据,同时积极寻求蜱类疫苗候选,为蜱类防治提供科学理论。
本论文以HLPP为研究对象,运用分子生物学、生物化学和免疫学等技术,评估卵内卵黄蛋白的动态变化,分析其降解产物游离氨基酸和血红素的含量变化。结果显示,卵黄蛋白随胚胎发育被逐渐降解且在第13和17天分别出现3个和1个新的蛋白条带,但它并未完全被降解。游离氨基酸检测显示不同发育时期组氨酸的含量逐渐上升,第5天后谷氨酸的含量也逐渐上升,其余氨基酸则呈下降趋势,参与各类机体代谢。胚胎发育过程中血红素的含量无明显变化,它可结合卵黄蛋白保护机体免受氧化损伤,也可与特定酶类结合便于水解酶识别卵黄蛋白,调控降解。
实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR,qPCR)和荧光底物分析表明HLPP组织蛋白酶B在第15天有最大表达,酶活性在整个胚胎发育时期均呈现较高水平。组织蛋白酶D表达量在第3天达到最高,酶活性则呈现逐渐下降趋势。酸性磷酸酶在第9天表达量最高,酶活性随着胚胎发育逐渐升高。
酶及酶抑制剂孵育实验表明,加入三种酶对应抑制剂后抑制其活性,阻碍了卵黄蛋白降解。加入三种酶后,卵黄蛋白条带降解程度变大,说明三种酶参与卵黄蛋白降解;当加入两种酶混合物后相比加入单一酶,加速了卵黄蛋白的降解,这说明酶之间存在协同作用。
对饱血雌蜱进行RNAi,应用qPCR显示干扰有效。统计蜱产卵量和卵孵化率,结果显示敲低三种酶的表达并未影响蜱产卵量,但却导致卵孵化率降低,推测原因一方面是由于三种酶参与卵黄蛋白降解,另一方面三种酶在其它生命活动如细胞凋亡、免疫反应及生长因子和激素激活等方面发挥作用进而影响胚胎发育,因此三种酶具备疫苗候选的潜力。
应用DIA蛋白质组学对HLPP的5个时期蛋白数量、共有蛋白、差异蛋白和特异表达蛋白进行分析。结果显示它们参与诸多通路,如溶酶体通路、柠檬酸循环、糖代谢、谷胱甘肽代谢,涉及多个关键蛋白如核苷酸交换因子sil1、谷胱甘肽、苹果酸脱氢酶和NADP依赖型异柠檬酸脱氢酶。对各时期特异表达蛋白的分析结果显示,Ran结合蛋白可促进早期附肢的发育和伸长;核糖体蛋白保证第9天蛋白质的合成及组织器官分化;第13天的天冬氨酸转氨酶可调节线粒体极化和细胞凋亡,可能参与附肢退化;胚胎发育末期鉴定得到AIP1,涉及肌动蛋白细胞骨架的动态重组,可增强肌动蛋白丝的分解,对于维持细胞形态发挥重要作用。
本论文针对HLPP卵黄蛋白的降解及三种酶对卵黄蛋白和胚胎发育的调控进行探讨,评估酶的变化、功能及相互作用,并深入挖掘与胚胎发育相关的重要蛋白,以期阐明HLPP和HLBP的异同,为探究孤雌生殖这种特殊的生殖机制提供理论依据,同时积极寻求蜱类疫苗候选,为蜱类防治提供科学理论。