家蠶油蠶突變體顯性短節油蠶Obs的定位克隆研究

《家蠶油蠶突變體顯性短節油蠶Obs的定位克隆研究》是依託西南大學，由王凌燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：家蠶油蠶突變體顯性短節油蠶Obs的定位克隆研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王凌燕
• 依託單位：西南大學

項目摘要

家蠶幼蟲表皮一般含有大量的尿酸鹽結晶，使其表皮呈現白色或者不透明。有些品種由於表皮細胞中尿酸鹽的含量不足或者沒有，整個體壁看起來半透明或透明，如同一層油紙，稱為油蠶。油蠶突變體是由於尿酸代謝異常引起的，至今已發現有30多種油蠶。由於其特殊的生理特徵和豐富的突變資源，開展油蠶突變基因定位克隆及相關信號傳導通路研究，對於揭示尿酸鹽代謝機制，以及尋找尿酸鹽代謝疾病的藥物靶標具有重要的參考價值。本研究擬根據家蠶定位克隆配置材料的通用策略，配置Obs與野生型品種p50T的回交群體，將其和親本作為連鎖分析樣本；篩選PCR差異多肽和SNP markers；建立Obs連鎖區域；分離克隆Obs並對其進行功能研究；另外對Obs進行轉錄組測序，分析Obs的突變對其他基因表達的影響，探明該基因在尿酸代謝、體型決定和色素形成機制中的作用。

結題摘要

家蠶幼蟲體壁一般含有大量的尿酸鹽結晶，使其呈現白色或者不透明。有些突變品系由於表皮細胞中尿酸鹽的含量不足或者沒有，整個體壁看起來半透明或透明，如同一層油紙，稱為油蠶。油蠶突變體是由於尿酸代謝異常引起的，至今已發現有30多種油蠶。由於其特殊的生理特徵和豐富的突變資源，開展油蠶突變基因定位克隆及相關信號傳導通路研究，對於揭示尿酸鹽代謝機制，以及尋找尿酸鹽代謝疾病的藥物靶標具有重要的參考價值。顯性短節油蠶（Obs）是油蠶突變品系的一種，不僅表現了油的表型而且身體短胖，另外體表的顏色呈現異常。Obs是單基因引起的顯性突變體，經典遺傳學連鎖圖譜已經將其基因定位在18號染色體6.2cM座位，到目前為止Obs突變基因還未被克隆。本研究通過定位克隆將Obs的突變基因定位在了18號染色體nscaf 2901上大約224kb的區間，該區間有12個預測基因。5齡3天Obs突變型和正常型家蠶體壁轉錄組數據的FPKM（Fragments Per Kilobase of transcript per Million fragments mapped）值分析發現只有編號為BGIBMGA008255的基因在正常品系和Obs之間有顯著表達量差異。對該基因進行測序發現，其編碼蛋白N端的信號肽有8個胺基酸在Obs中缺失。體壁的免疫螢光定位實驗發現，BGIBMGA008255編碼的蛋白在Obs中有一部分在表皮細胞中積累，沒有分泌到表皮層中。為了闡述Obs的突變機制和產生表型多樣性的原因，本項目選取了5齡3天Obs突變型和正常型家蠶的體壁進行了LC-Ms/Ms分析，共鑑定到244個顯著差異表達的蛋白。其中33個僅在正常型中檢測到，117個僅在Obs中檢測到，41個在Obs中下調錶達，53個在Obs中上調錶達。在這些顯著發生變化的蛋白中26個是表皮蛋白，它們的蛋白豐度占總的顯著差異蛋白豐度的84%。另外對Obs表型相關的蛋白通路進行了分析。最後發現Obs突變體的多表型是由於BGIBMGA008255編碼的表皮蛋白信號肽缺失，引起該表皮蛋白在表皮細胞中大量積累，造成表皮細胞內環境破壞，最後導致一些和尿酸積累，色素形成以及表皮形成的蛋白發生異常引起的。本項目的研究結果對於進一步理解表皮形成、表皮色素沉著以及昆蟲體型決定有重要參考價值。