發(fā)布時(shí)間：2018-05-10 21:23

  本文選題：家蠶 + 絲蛋白產(chǎn)量��； 參考：《浙江大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：家蠶被馴化來生產(chǎn)蠶絲已經(jīng)有近5千年的歷史。近年來,隨著基因組測序的完善,家蠶已經(jīng)成為一種重要的模式昆蟲,在具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí),還具有重要的科學(xué)研究價(jià)值。蠶絲是一種良好的生物材料[1],不僅可用于制作衣物棉被、飾品等一些高檔消費(fèi)品,還能夠用作醫(yī)學(xué)縫合線等醫(yī)用耗材[2]。與人類的高血壓、糖尿病、肥胖、水稻產(chǎn)量、大豆油含量以及奶牛產(chǎn)奶量這些復(fù)雜性狀相似,絲蛋白的合成和分泌是一個(gè)由多基因決定的典型的復(fù)雜性狀。確定一個(gè)復(fù)雜性狀的遺傳機(jī)制是一項(xiàng)艱巨的工作,因?yàn)檫@些表型的變化常常是由環(huán)境與基因之間的互作而引起的。家蠶與生俱來的優(yōu)越條件,如生命周期短,養(yǎng)殖密度大,安全性高,室內(nèi)飼養(yǎng)條件易于控制等,使其成為研究復(fù)雜性狀分子機(jī)制的理想模型。同時(shí)由于作為生物材料在醫(yī)療事業(yè)上的需要,對蠶絲性能進(jìn)行改造也是一項(xiàng)非常有意義的工作。本文針對這些科學(xué)問題進(jìn)行了系列的研究探索,取得的主要研究結(jié)果如下:1、基于定量蛋白質(zhì)組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析結(jié)果對家蠶絲產(chǎn)量性狀分子調(diào)控機(jī)制的解析本研究采用基于SDS-PAGE和Gel-free的蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)以及轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù),以繭絲產(chǎn)量降低的突變品種ZB的后部絲腺為材料,研究蠶絲產(chǎn)量的分子機(jī)制。結(jié)果表明,在五齡第三天絲蛋白合成與分泌達(dá)到高峰的時(shí)期,相對于轉(zhuǎn)基因家蠶供體Lan10品種,突變品種ZB的核糖體蛋白在蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄本水平上的表達(dá)量都降低,翻譯相關(guān)延伸因子轉(zhuǎn)錄本水平降低,重要的絲蛋白成分表達(dá)量也降低,相反,蛋白酶體關(guān)聯(lián)的pathway增強(qiáng),包括氧化磷酸化、糖酵解和三羧酸循環(huán)等能量代謝關(guān)聯(lián)的pathway也增強(qiáng)。這些結(jié)果說明,ZB品系絲產(chǎn)量的降低可能主要是絲蛋白合成能力降低、蛋白質(zhì)降解提前以及能量的非有效利用造成的。研究結(jié)果為今后培育家蠶絲高產(chǎn)品種奠定了分子基礎(chǔ)。2、基于iTRAQ的蛋白質(zhì)組學(xué)和RNA-sequencing轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析結(jié)果對蠶絲產(chǎn)量性狀分子調(diào)控機(jī)制的解析研究采用了同重同位素相對與絕對定量(iTRAQ)蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)和轉(zhuǎn)錄組分析中的新外顯子的數(shù)據(jù)信息來進(jìn)一步研究ZB家蠶品種家蠶絲產(chǎn)量性狀的分子調(diào)控機(jī)理。采用后部絲腺為材料,研究新鑒定了 139個(gè)蛋白質(zhì)和630個(gè)轉(zhuǎn)錄本。以轉(zhuǎn)基因家蠶供體Lan10品種為對照,研究結(jié)果豐富了家蠶后部絲腺的蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄本的信息。鑒定到的差異蛋白為89個(gè),其中23個(gè)顯著上調(diào),66個(gè)顯著下調(diào)。鑒定到的差異轉(zhuǎn)錄本為788個(gè),其中779個(gè)上調(diào),9個(gè)下調(diào)。研究結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)ZB品系能量的空耗、蛋白質(zhì)翻譯效率降低以及蛋白質(zhì)降解水平的提高是其絲蛋白低的關(guān)鍵因素。在此基礎(chǔ)上,本研究還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),轉(zhuǎn)錄功能的降低、蛋白質(zhì)折疊和轉(zhuǎn)運(yùn)出錯(cuò)、絲蛋白主要成分表達(dá)量的降低以及后部絲腺器官生長發(fā)育的減緩可能是導(dǎo)致ZB品系絲蛋白產(chǎn)量降低的另外幾個(gè)重要原因。3、利用轉(zhuǎn)基因家蠶生產(chǎn)鈣離子結(jié)合蛋白活性生物材料的研究家蠶絲蛋白與生俱來的一些優(yōu)越性能使其非常適合作為多種生物材料。在本研究中,我們利用家蠶后部絲腺生物反應(yīng)器表達(dá)了具有鈣離子結(jié)合活性的珍珠母貝基質(zhì)蛋白序列[(AGSGAG)6ASEYDYDDDSDDDDEWD]2,獲得了復(fù)合蠶絲。對此蠶絲的鈣離子結(jié)合活性和礦化作用的體外檢測結(jié)果表明,轉(zhuǎn)基因家蠶復(fù)合蠶絲的鈣離子結(jié)合活性比非轉(zhuǎn)基因?qū)φ掌废碉@著增強(qiáng)。這種具有鈣離子結(jié)合活性的蠶絲的生產(chǎn),提供了蠶絲作為一種生物材料在醫(yī)藥領(lǐng)域應(yīng)用的可能性。
[Abstract]:The silkworm has been domesticated to produce silk for nearly 5 years . In recent years , with the improvement of genome sequencing , the silkworm has become an important model insect . In recent years , the silkworm has become an important model insect . In this paper , we study the molecular mechanism of silk yield by means of SDS - PAGE and gel - free protein omics and transcriptome sequencing . The calcium ion binding activity of the transgenic silkworm complex silk is obviously enhanced compared with the non - transgenic control strain , and the production of the silk with the calcium ion binding activity provides the possibility that the silk is used as a biological material in the medical field .

【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S881.2

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本文編號：1870961