家蠶銹色繭突變基因Rc的鑑定及繭色調控機制研究

《家蠶銹色繭突變基因Rc的鑑定及繭色調控機制研究》是依託西南大學，由柴春利擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：家蠶銹色繭突變基因Rc的鑑定及繭色調控機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：柴春利
• 依託單位：西南大學

項目摘要

天然彩色纖維的開發和利用具有重要的經濟意義。我國保存有豐富的天然彩色繭資源，然而由於經濟性狀不好不能直接套用於生產。儘管早期的研究者進行了多年的品種選育，結果仍不理想。究其根本原因，是由於人們對彩色繭中色素的形成和基因調控機制不清楚，不能準確的進行調控。我們的預實驗結果表明，不同黃紅繭品種的絲腺對類胡蘿蔔素的進入具有選擇性，黃紅繭品種不同的顏色是由於進入絲腺的色素的種類和比例不同造成。其中，在銹色繭品種中β－胡蘿蔔素可以進入絲腺，而大量的葉黃素卻在血液中累積不能進入絲腺。結合前人的研究結果和家蠶基因組精細圖信息，本項目擬採用生物信息學分析與定位克隆相結合的方法對家蠶銹色繭突變基因Rc進行鑑定，並對其功能進行研究，以闡明黃紅繭色素形成及基因調控機制，為選育高產優質、穩定性好的天然彩繭品種提供依據。

結題摘要

天然彩色纖維的開發和利用具有重要的經濟意義。儘管我國保存有豐富的家蠶天然彩色繭資源，但經濟性狀不好而不能在生產中套用。研究家蠶彩色繭的繭色調控機制是開發利用天然彩色繭資源的基礎。本課題在鑑定家蠶不同彩色繭品種組織中的色素種類和含量的基礎上，重點採用定位克隆技術對銹繭品種03-520的Rc’突變基因進行了鑑定。高效液相色譜（HPLC）的檢測結果表明，黃繭、紅繭和銹繭品種的絲腺中均有類胡蘿蔔素類色素進入，但是由於進入色素的種類及比例的不同而導致呈現不同的顏色。在黃繭品種的絲腺和繭絲中，含量最多的色素是葉黃素；在紅繭品種的絲腺和繭絲中，β-胡蘿蔔素的含量比葉黃素高一些，但是兩種色素含量的差異較小；在銹繭品種中，絲腺和繭絲中的色素幾乎全部是β-胡蘿蔔素，高量的葉黃素積累在血液中，不能進入到絲腺內。 採用定位克隆技術，我們將銹繭03-520品種Rc’突變基因定位到第6號染色體nscaf3074上，其位置同早期報導的、位於第2連鎖群的Rc突變不同。我們鑑定出同Rc’突變基因緊密連鎖、不發生交換的標記3個，分別為OSSR611，OSSR613和OSSR620；另鑑定出一個相距1.3cM的標記OSSR0625。根據定位結果確定nscaf3074上97Kb至960Kb處為目的基因的候選區間，在該區間內共有注釋基因33個。利用家蠶EST及晶片數據，採用多種生物信息學分析的方法對候選區間內的基因進行分析，最終選定BGIBMGA013436（SCRB14）、BGIBMGA013437（SCRB11）、BGIBMGA013438（SCRB15）和BGIBMGA013439 （SCRB12）4個基因為候選基因，這4個基因位於nscaf3074上510Kb-623Kb的區間內，呈串聯重複分布，與已報導的黃繭基因C（Cameo2）同屬於CD36清道夫受體家族。使用RT-PCR和定量PCR技術對這4個基因的時空表達模式進行了檢測，結果顯示，4個基因中只SCRB15基因在銹色繭品種03-520的絲腺中高量表達，且其表達模式同絲腺的著色過程一致，其他3個基因的時空表達模式同絲腺的著色過程不符合。在細胞水平的色素轉運實驗也進一步證實了該基因參與特異性吸收和轉運β-胡蘿蔔素。