家蚕脑的蛋白质组学分析及杆状病毒诱导家蚕行为变化的分子机制研究

来源 :浙江大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:yxjdyn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
一个世纪之前人们就已经发现杆状病毒能够诱导它们的鳞翅目昆虫宿主产生异常活跃的行为。家蚕作为一种典型的鳞翅目昆虫,在受到家蚕核型多角体病毒(Bombyx mori nucleopolyhedrovirus,BmNPV)感染后,同样会出现行为活性增强(enchanced locomotor activity)的现象。关于这其中的分子机制,已有的研究主要聚焦在家蚕杆状病毒本身,并鉴定到引起家蚕行为异常的杆状病毒的具体基因,但家蚕自身在分子水平上发生的变化却未有报道。基于脑是行为控制中心这一理论,我们首先利用shotgun技术对家蚕脑总蛋白进行鉴定,以了解家蚕脑的蛋白质组成,并对于行为调控相关的蛋白有一个全面的认识。然后我们对BmNPV感染家蚕神经系统的进程以及BmNPV感染后家蚕脑进行了组织和神经病理学分析,并进一步利用RNA-Seq技术比较了BmNPV感染前后家蚕脑的转录组图谱,以揭示病毒感染对脑组织转录水平上的影响。最后,基于血清素受体调控行为的相关研究,我们从得到的差异基因中选取了家蚕血清素受体基因Bm5-HT4R作为研究对象,分析了它与家蚕运动行为活性的相关性。研究结果如下:  1、利用shotgun技术在家蚕脑中共鉴定到2,210种蛋白质,通过GO和KEGG分析,获得了与多种行为(运动行为、繁殖行为以及学习行为等)调控和与神经系统的发育和功能调控相关的蛋白质。  2、阐明了BmNPV感染家蚕脑组织的具体进程,病毒在感染后的48 h-120 h逐渐从脑周边入侵至脑内部,最后布满整个脑组织,BmNPV感染导致家蚕脑中央复合体处的组织形态以及神经形态出现病变。  3、转录组分析表明,与未感染家蚕相比,BmNPV感染的家蚕脑中共获得742个差异表达基因,包括218个上调基因和524个下调基因。通过GO、KEGG以及COG分析,分别有499、117和144个差异表达基因可以进行GO、KEGGpathway以及COG功能分类。从这些差异基因的功能类别以及信号途径类别中进行筛选,主要分析了参与家蚕生物钟节律、突触传递以及血清素信号途径的差异基因。这些差异基因在BmNPV感染的家蚕脑中都呈现表达量下调的趋势,根据以前的研究报道它们参与调控多种行为模式,因此我们推测它们对于家蚕的运动行为活性也起重要的调控作用,并且参与调控BmNPV诱导家蚕出现运动行为活性增强这一现象。  4、对家蚕血清素受体Bm5-HT4R的研究表明,该受体蛋白含有七个跨膜域,与哺乳动物中已知的5-HT4受体蛋白具有很高的序列同源性,主要分布在家蚕脑组织中,在血淋巴、腹神经索和中肠中也有较高的表达,而在其他组织中的表达量相对较低。RNAi的实验结果表明Bm5-HT4R在调控家蚕运动行为活性中发挥重要作用。  本研究结果为深入研究家蚕BmNPV诱导的家蚕行为活性增强的分子机制提供了理论依据,同时也为进一步了解家蚕脑调控行为以及神经系统发育的分子机制提供了参考。
其他文献
本研究采用L(3)正交试验设计,将270只0日龄AA肉鸡随机分为9组,探讨L-肉碱、纤维素酶、植酸酶组合对肉鸡的营养调控作用。L-肉碱、纤维素酶、植酸酶添加量分别为25、50、75mg/kg
本研究选择576只1日龄新扬州鸡为试验素材,按照仿完全随机区组法分为8组,其中铁分为30mg/kg和60mg/kg两个水平,核黄素分为0、3.6、7.2和14.4mg/kg四个水平,每组设3个重复,探
本试验用日粮类型和运动强度作为2个试验因子,采用2×2的交叉试验设计的方法,来研究两因素对育肥羔羊的生长性能、产肉性能和肉品质的影响。为此,将试验分成以下两个部分。
种质(Germplasm)也称种质资源或遗传资源,指亲代通过生殖细胞或者体细胞遗传给子代的遗传物质。利用超低温冷冻技术选择性保存一些动物的胚胎和配子具有重要的意义。兔是非常
试验以羊草种子为研究对象,利用人工加速老化方法,通过人为模拟劣变过程,研究劣变与种子膜结构与透性变化的关系,并进一步探索羊草种子劣变机理,为降低种子劣变发生提供了理论依据
地被植物在现代园林中所起的作用越来越重要,是不可缺少的景观组成部分,通常在乔木、灌木和草坪组成的自然群落之间起着承上启下的作用,同时又有其独具的特点。尖叶石竹,学名Dian
猪作为目前世界上饲养最广泛的肉用家畜,其产肉性能一直是研究者们关注的焦点。本研究室在利用LongSAGE技术对不同品种和不同发育阶段的猪胚胎骨骼肌进行全基因组转录谱研究
学位
近地空间环境具有微重力、高真空、强烈的空间辐射及弱地球磁场。这些特殊条件对进入其中的生物材料具有特殊的复合诱变作用。为了研究空间环境对牧草种子诱变效应及其产生机