家蠶腦的蛋白質組學分析及桿狀病毒誘導家蠶行為變化的分子機制研究.pdf

1、一個世紀之前人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)桿狀病毒能夠誘導它們的鱗翅目昆蟲宿主產(chǎn)生異?；钴S的行為。家蠶作為一種典型的鱗翅目昆蟲，在受到家蠶核型多角體病毒（Bombyx mori nucleopolyhedrovirus，BmNPV）感染后，同樣會出現(xiàn)行為活性增強(enchanced locomotor activity)的現(xiàn)象。關于這其中的分子機制，已有的研究主要聚焦在家蠶桿狀病毒本身，并鑒定到引起家蠶行為異常的桿狀病毒的具體基因，但家蠶自身在分子水平

2、上發(fā)生的變化卻未有報道。基于腦是行為控制中心這一理論，我們首先利用shotgun技術對家蠶腦總蛋白進行鑒定，以了解家蠶腦的蛋白質組成，并對于行為調控相關的蛋白有一個全面的認識。然后我們對BmNPV感染家蠶神經(jīng)系統(tǒng)的進程以及BmNPV感染后家蠶腦進行了組織和神經(jīng)病理學分析，并進一步利用RNA-Seq技術比較了BmNPV感染前后家蠶腦的轉錄組圖譜，以揭示病毒感染對腦組織轉錄水平上的影響。最后，基于血清素受體調控行為的相關研究，我們從得到的差

3、異基因中選取了家蠶血清素受體基因Bm5-HT4R作為研究對象，分析了它與家蠶運動行為活性的相關性。研究結果如下:
　　1、利用shotgun技術在家蠶腦中共鑒定到2，210種蛋白質，通過GO和KEGG分析，獲得了與多種行為（運動行為、繁殖行為以及學習行為等）調控和與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能調控相關的蛋白質。
　　2、闡明了BmNPV感染家蠶腦組織的具體進程，病毒在感染后的48 h-120 h逐漸從腦周邊入侵至腦內部，最后布滿整個

4、腦組織，BmNPV感染導致家蠶腦中央復合體處的組織形態(tài)以及神經(jīng)形態(tài)出現(xiàn)病變。
　　3、轉錄組分析表明，與未感染家蠶相比，BmNPV感染的家蠶腦中共獲得742個差異表達基因，包括218個上調基因和524個下調基因。通過GO、KEGG以及COG分析，分別有499、117和144個差異表達基因可以進行GO、KEGGpathway以及COG功能分類。從這些差異基因的功能類別以及信號途徑類別中進行篩選，主要分析了參與家蠶生物鐘節(jié)律、突觸傳遞

5、以及血清素信號途徑的差異基因。這些差異基因在BmNPV感染的家蠶腦中都呈現(xiàn)表達量下調的趨勢，根據(jù)以前的研究報道它們參與調控多種行為模式，因此我們推測它們對于家蠶的運動行為活性也起重要的調控作用，并且參與調控BmNPV誘導家蠶出現(xiàn)運動行為活性增強這一現(xiàn)象。
　　4、對家蠶血清素受體Bm5-HT4R的研究表明，該受體蛋白含有七個跨膜域，與哺乳動物中已知的5-HT4受體蛋白具有很高的序列同源性，主要分布在家蠶腦組織中，在血淋巴、腹神經(jīng)索