家蠶蛹期專一的翅原基表皮蛋白基因BmWCP4的表達與調控

《家蠶蛹期專一的翅原基表皮蛋白基因BmWCP4的表達與調控》是依託華南師範大學，由馮啟理擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：家蠶蛹期專一的翅原基表皮蛋白基因BmWCP4的表達與調控
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馮啟理
• 依託單位：華南師範大學

項目摘要

以家蠶為研究對象，以受蛻皮激素調控的蛹期專一表達的翅原基表皮蛋白BmWCP4基因為工作模型，採用生理生化、分子生物學和發育生物學等方法，研究蛻皮激素信號傳導途徑對變態發育調控的分子機理。研究內容包括：1）BmWCP4蛋白在翅原基發育過程中的定位和功能分析； 2）BmWCP4蛋白與幾丁質結合活性分析；3）轉錄因子BR-C、E74、Fork head和E-box對BmWCP4蛹期表達的調控；4）轉錄因子BmPOUM2與BmAbd-A在調控BmWCP4表達時的相互作用；5）轉錄因子BmPOUM2調控BmWCP4蛹期專一表達的調控機理。研究將對闡釋昆蟲變態發育分子調控機制這一科學問題具有重要的理論意義，並為利用BmWCP4基因蛹期專一表達的特性以延緩蠶蛹發育，解決蠶絲生產中成蟲過早破繭而出降低蠶絲質量的重大生產問題提供理論依據和技術支撐。

結題摘要

本研究以家蠶翅原基幾丁質蛋白BmWCP4基因為工作模型，採用生理生化及分子生物學等方法，研究了激素信號傳導途徑對家蠶翅原基幾丁質蛋白BmWCP4基因及翅原基發育調控的分子機理。研究結果表明，1） BmWCP4專一性地在化蛹時和蛹中期的翅原基中表達； 2）BmWCP4的R&R結構域是該蛋白與幾丁質結合所必須的， 其中的芳香族胺基酸（F,Y）為關鍵胺基酸，可能共同對與幾丁質結合發揮作用；3）BmWCP4的表達也是受到20E誘導，JHⅢ能夠抑制20E對該基因的誘導作用；4）BmGCE、BmMet-1和BmMet-2在JH調控翅原基發育和BmWCP4基因表達的信號轉導途徑中參與早期的調控； 5）BmGCE不能與BmWCP4的E-box結合，BmMet-1和BmMet-2(BD)能與E-box結合； BmGCE、BmMet-1和BmMet-2 (BD)可以相互結合，形成同源或異源二聚體，二聚體也能與E-box結合； 6）BmFH05151可能通過與反應元件7結合而對BmWCP4基因起抑制作用；翅原基細胞核中可能存在一個未知核蛋白可與反應元件6結合，抑制BmFH05151與反應元件7的結合； 7） BmPOUM2的Hox domain中的58胺基酸片段是與BmAbd-A相互作用的區域，其中的6個胺基酸(K166, Q176, G188, S192, E200 and N208)是兩個蛋白相互作用所必須的。突變這些胺基酸將使這兩個蛋白相互作用消失; BmAbd-A的Hox domain及其羧基端的200個胺基酸片段都可以與BmPOUM2發生相互作用；而BmAbd-A的羧基端和氨基端都不與BmPOUM2發生相互作用。這些研究結果為闡明昆蟲翅變態發育分子調控機制提供了重要的實驗證據，並為利用BmWCP4基因蛹期專一表達的特性以延緩蠶蛹發育，解決蠶絲生產中成蟲過早破繭而出降低蠶絲質量的重大生產問題提供理論依據。