凋亡抑制基因在家蠶和BmNPV互作中的功能研究

《凋亡抑制基因在家蠶和BmNPV互作中的功能研究》是依託西南大學，由陳鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：凋亡抑制基因在家蠶和BmNPV互作中的功能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳鵬
• 依託單位：西南大學

項目摘要

養蠶業一直是我國的重要產業，而蠶病的危害每年都給蠶絲業帶來巨大的經濟損失，其中尤以家蠶血液型膿病為主。家蠶核型多角體病毒（BmNPV）是血液型膿病的病原，因其侵染家蠶的機制未被完全解析，嚴重阻礙了家蠶抗NPV品種的培育。本項目圍繞“宿主（家蠶）與桿狀病毒（BmNPV）相互作用的分子機制”這一重要科學問題，以昆蟲重要的先天免疫應答——細胞凋亡為切入點開展。項目擬首先通過生物信息學和分子生物學等手段鑑定凋亡抑制基因（IAPs），並分析其結構和表達特徵；然後通過在家蠶細胞中過表達和敲除目的基因，鑑定其對宿主細胞凋亡過程的影響；最後通過免疫共沉澱等技術鑑定蛋白質之間的相互作用，闡釋IAPs基因在BmNPV侵染家蠶過程中的分子調控機制，並在個體水平上驗證其功能。通過本項目的研究，可以進一步闡釋BmNPV的致病機理和家蠶機體免疫保護機制，並為家蠶抗BmNPV病毒品種的培育提供理論支撐和素材。

結題摘要

細胞凋亡作為昆蟲免疫應答的重要組成部分，在病毒與宿主相互作用的過程中扮演著重要角色，以細胞凋亡相關基因為研究對象對闡明其在病毒感染過程中的作用具有重要的參考價值。本項目圍繞“宿主（家蠶）與桿狀病毒（BmNPV）相互作用的分子機制”這一重要科學問題，把家蠶和BmNPV凋亡抑制基因（Inhibitor of apoptosis, IAPs）作為研究對象，深入研究其功能和作用機制，取得了突破性研究成果及進展。主要包括：克隆鑑定了家蠶和BmNPV凋亡抑制基因Bmiap、BmNPV iap1和iap2；通過進化分析發現昆蟲的IAPs蛋白均與桿狀病毒的IAP3聚在一起，表明它們之間可能存在著基因水平轉移，桿狀病毒的iap3基因可能來自於鱗翅目和雙翅目昆蟲；證明了Bmiap和BmNPV iap2具有抑制家蠶細胞凋亡的功能，在BmNPV侵染家蠶細胞過程中，家蠶和BmNPV IAPs基因均能夠促進BmNPV的複製增殖，並證明了BmNPV IAP1和IAP2均能與BmIAP直接相互作用，暗示在BmNPV浸染過程中Bmiap基因可能被BmNPV iaps劫持利用；鑑定了1個能夠與BmIAP相互作用的蛋白BmPP5，且該蛋白在昆蟲中高度保守，在BmNPV侵染過程中，Bmiap和Bmpp5能夠相互促進，且Bmpp5能夠促進BmNPV的複製增殖；闡明了Bmhsc70-4基因在BmNPV侵染家蠶細胞過程中，能夠與BmIAP 相互作用，並促進BmNPV複製增殖；創建了以BmNPV iap2基因為靶標的抗BmNPV家蠶轉基因素材，且該轉基因品系對幼蟲的體重及全繭量、繭層量、繭層率等經濟性狀均沒有影響，表明該品系可用於抗BmNPV病毒家蠶品種的培育。通過本項目的實施，進一步證明了細胞凋亡在家蠶與BmNPV相互作用過程中發揮著重要作用，通過對家蠶和BmNPV凋亡抑制基因的研究揭示了其作用及調控機制，並獲得了以BmNPV的凋亡抑制基因為分子靶標的抗病毒轉基因素材，以上成果不僅為促進人們對BmNPV致病機理及與宿主相互作用機制的認識提供了重要理論參考，也為抗BmNPV家蠶品種的培育提供了素材。