卵黄原蛋白(Vitellogenin，Vg)是卵黄磷蛋白(Vitellin，Vn)的前体，Vn是卵形成和胚胎发育的重要营养物质。Vg主要在卵生动物的雌性脂肪体中合成，通过受体介导的胞吞作用进入卵巢，以卵黄颗粒的形式被储存和利用。其合成是受激素调控的，在昆虫中主要是保幼激素和蜕皮激素，而在有些卵生脊椎动物和无脊椎动物尤其是水生生物中是通过雌激素及类似物调控的。在绝大多数昆虫物种中，由于卵黄磷蛋白占总卵蛋白的80％以上，因此被认为是胚胎发育的主要营养来源。而包括家蚕在内的某些鳞翅目昆虫大量积累非Vn的卵黄蛋白。在家蚕中，Vn只占卵总蛋白的40％，另由35％和25％的30K蛋白和卵特异蛋白(egg specificprotein，ESP)构成。　　本研究首先以家蚕基因组数据库为基础，分析了BmVg基因在家蚕染色体上的位置、预测蛋白的结构以及进化的趋势等。在此基础上，首次分析了该基因在家蚕整个生命周期的转录、蛋白合成特征;其次，通过基因干涉、卵巢移植等方法，对BmVg基因的功能进行了探讨;最后研究探讨了激素调控BmVg转录合成的机理。获得的主要研究结果如下:　　1.BmVg的信息分析　　BmVg基因位于家蚕第27号染色体nscaf2800上，全长CDS序列由6346个碱基组成。该基因有7个外显子、6个内含子，编码的蛋白质由1782个氨基酸残基组成。在线SMART网站上分析发现，该预测蛋白有三个保守的功能域，分别为LPD-N、DUF1943和VWD。进化分析显示，软体动物栉孔扇贝Azumapecten farreri(A.farreri)最古老，不同目的昆虫Vg在遗传进化树中聚在一簇。这说明Vg在卵生动物的进化过程中是非常保守的。　　2.BmVg的表达特征　　RT-PCR和Western blot检测发现，BmVg的合成主要是在雌蚕上簇时期到成虫变态期开始表达，到上簇第3天迅速达到一个很高的水平，然后在整个蛹期都持续合成。而雄虫中同样的条件很难检测到;　　当然这种“雌特异表达”也并非绝对:在一定条件下，也可以在雄虫体内检测到微量的BmVg转录本和对应的蛋白分子。所以，我们认为将BmVg定义为“雌性特异高量表达的基因”更为合适。　　3.BmVg在家蚕卵的形成和胚胎的发育中扮演着重要角色　　RNAi实验证明，当下调雌蚕BmVg在雌蚕体内的合成后，蚕卵的形成数量、卵色及胚子的孵化率都受到影响。卵的组织切片及组织染色实验发现，BmVg的下调会导致卵黄颗粒的形态不规则、数量减少，其BmVg的信号也较弱。这些结果表明，虽然在家蚕中卵黄原蛋白/卵黄磷蛋白的含量相比其他物种中少很多，但它仍是卵形成、胚胎发育过程中不可替代的营养物质。　　4.BmVg基因转录受到蜕皮激素和植入卵巢的诱导　　利用蜕皮激素处理体外培养的雌虫脂肪体，发现BmVg的转录被诱导，并且这种诱导在0.2μg/ml，处理时间为24小时时效果最显著。而保幼激素对BmVg的转录并没有明显的影响。　　另外，本研究将卵巢植入雄蚕后，解剖发现植入的卵巢可发育和分化成四条卵管，在卵管中含有很多卵子。分子检测显示，在雄蚕脂肪体中BmVg的转录和蛋白的合成被诱导表达，而且卵中也有较多的BmVn累积。这说明在雄蚕中，卵巢分泌物刺激BmVg在雄蚕脂肪体中的合成、分泌，进而运输到卵巢，供其发育。本研究也采用了商业化的雌激素处理体外培养的脂肪体实验，结果雌激素可诱导脂肪体中BmVg的合成。该结果表明，卵巢分泌物具有雌激素类似的作用，这种卵巢分泌物具体是什么物质？该物质对BmVg的合成是通过什么方式进行作用的？这些问题仍需要更多的证据进行证实。　　5.BmVg启动子的克隆和调控元件的分析　　本实验成功克隆得到了1.5kb的BmVg启动子。在该启动子上共预测到了73个调控元件，如DSX结合位点是家蚕性别决定基因DSX蛋白结合的位点;DBrC-Z2、DE74元件分别是果蝇属蜕皮激素早期应答基因Broad-complex isoformZ2和E74因子的结合位点;BEAF是一种边界元件相关因子，DREF是DNA复制相关元件因子;还有预测到很多Homeodomain家族转录因子结合位点，例如果蝇CUT domain因子结合元件、POUdomain因子结合位点、Abd-B因子结合位点、paired因子结合位点等。Homeodomain转录因子主要的功能是后脑和骨架轴的分化。已有研究表明，一个Homeodomain转录因子BmPOUM2与另一个转录因子Abd-B共同参与了家蚕变态期表皮蛋白基因的转录调控。这些预测信息单从启动子的结构角度显示，BmVg作为卵形成和胚胎发育重要营养物质的转录调控是非常复杂的。　　6.BmBrC-Z2对于BmVg的转录起着非常重要的作用　　对BmVg启动子结构分析显示，1.5kb BmVg启动子中存在三个果蝇属BrC-Z2转录因子结合位点。其在启动子上的位置分别为-1100～-1082、-1088～-1070（正向）和-186～-211（反向）。根据结合位点的保守性，本研究推测，这些结合位点可能是家蚕应答蜕皮激素的转录因子BmBrC-Z2的结合位点。通过细胞转染、EMSA实验分析显示，BrC-Z2元件在蜕皮激素调控BmVg转录中起着重要作用，尤其是靠近转录起始位点的调控元件（-186～-211nt），可以特异结合转录因子BmBrC-Z2。同时，本研究在BmE-SWU1细胞系中过表达BmBrC不同拼接形式即BmBrC-Z1、BmBrC-Z2、BmBrC-Z4，发现只有BmBrC-Z2可以提高1.5 kb BmVg启动子的启动效率;另外，qPCR和免疫组化实验显示，BmBrC-Z2转录因子的合成趋势与BmVg表达是相对应的。据此，本研究推测，蜕皮激素滴度变化的信号传递时，正是诱导BmBrC-Z2转录因子通过与BmVg启动子上的三个BrC-Z2元件结合，进而调控BmVg转录的。　　对转录因子BmBrC-Z2特异的RNAi干涉后，也会影响雌蚕卵的形成以及胚胎的发育。通过检测BmVg的而这种作用是通过下调BmVg产生的。　　7.Homeodomain家族转录因子BmPOUM2与BmBrC-Z2以复合物的形式调控BmVg的转录　　本研究采用细胞转染、EMSA实验分析显示，位于-186～-211nt的BrC-Z2CRE邻近的POU元件对于蜕皮激素调控BmVg启动子的活性有影响，而BmPOUM2转录因子可以特异结合该元件。qPCR和免疫组化定位显示，BmPOUM2在雌蚕变态期前后的转录趋势与BmVg一致;该蛋白的信号主要集中在细胞核中，而BmVg的信号则在细胞质中，这也暗示了BmPOUM2作为转录因子调控BmVg转录的可能。在BmE-SWU1细胞系中同时过表达BmPOUM2与BmBrC-Z2时，BmVg启动子响应蜕皮激素的活性会更高;GST-pull down及免疫共沉淀实验显示，BmPOUM2与BmBrC-Z2可以结合。以上结果表明，BmPOUM2是通过与转录因子BmBrC-Z2形成复合物调控BmVg转录的。　　综上所述，在蜕皮激素调控BmVg转录过程中是首先将信号通过其受体复合物(EcR/USP)传导给BmBrC-Z2，该转录因子一方面直接结合在BmVg启动子上游的两个BrC-Z2位点上;另一方面与转录因子BmPOUM2相互作用，以复合物的形式结合在BrC-Z2/POU元件上对BmVg的转录进行调控。