家蠶絲膠蛋白質(zhì)組的研究及實(shí)用蠶品種的選育.pdf

1、絲膠約占繭層質(zhì)量的25-30％，是影響蠶繭解舒性能的重要因素。同時(shí)絲膠也是在化妝品、生物醫(yī)藥和食品工業(yè)等方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值的生物材料。但是絲膠的蛋白質(zhì)組成卻一直未見(jiàn)較完整的研究，目前已鑒定的絲膠蛋白都是Ser1、Ser2和Ser3基因的編碼產(chǎn)物，但仍有若干種繭層絲膠蛋白以及許多種中部絲腺內(nèi)容絲膠蛋白未能被鑒定。絲素被絲膠粘合在一起形成致密的繭層，因此必須通過(guò)高溫煮繭溶解部分絲膠才能經(jīng)繅絲再釋放出來(lái)得到生絲。而絲膠突變系B84的蠶繭無(wú)需

2、任何處理，即可進(jìn)行干繭抽絲。通過(guò)對(duì)絲膠突變系的蛋白質(zhì)組成比較研究，可更深入地了解絲膠蛋白的性能，也可為絲膠作為生物材料利用提供理論基礎(chǔ)。
　　 本博士學(xué)位論文的工作主要集中于絲膠蛋白質(zhì)組、蠶繭解舒機(jī)制的研究以及實(shí)用家蠶品種選育。全文劃分為兩篇，將屬于基礎(chǔ)研究工作的第1-5章歸于第一篇，有關(guān)品種選育的第6-7章歸為第二篇。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　 1、對(duì)絲膠突變系B84與實(shí)用品種豐一及其F1、F2、BC1和BC2之間的形態(tài)

3、特征以及繭質(zhì)進(jìn)行比較研究。通過(guò)觀察比較絲膠突變系B84和豐一的形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)B84雖然具備極為優(yōu)秀的解舒性狀，但是其在產(chǎn)卵、個(gè)體大小以及生命力方面都顯著的劣于普通實(shí)用蠶品種，無(wú)法直接應(yīng)用于生產(chǎn)。對(duì)于生產(chǎn)性狀的調(diào)查比較，發(fā)現(xiàn)B84的優(yōu)秀解舒性狀是可遺傳的，后代中擁有高比例B84血統(tǒng)的F1和BC2都表現(xiàn)出相當(dāng)高的解舒率，這就說(shuō)明通過(guò)分子或者遺傳育種的方法將B84中有關(guān)高解舒的基因?qū)肫渌麑?shí)用品種得到高解舒實(shí)用蠶品種是有可能的。
　　

4、 2、通過(guò)對(duì)8個(gè)不同繭色以及地理系統(tǒng)的蠶品種的繭層絲膠蛋白質(zhì)組比較研究，揭示了品種共有的絲膠蛋白以及某些品種所特有的絲膠蛋白。作者在B84繭層中發(fā)現(xiàn)了Ser2蛋白，推測(cè)其可能與B84蠶繭的高解舒性能有關(guān)，這是該蛋白首次在繭層中被發(fā)現(xiàn)。豐一具有多化性血統(tǒng)，與多化性Nistari擁有共同的特殊條帶，質(zhì)譜鑒定為一種新的Ser3蛋白。作者還在繭層中觀察到5種Ser1蛋白以及4個(gè)新的絲膠蛋白，表明繭層絲膠蛋白組成相當(dāng)復(fù)雜，這可能對(duì)絲膠過(guò)敏源性原因

5、的尋找有所幫助。經(jīng)翻譯后修飾分析發(fā)現(xiàn)的絲膠蛋白的脂質(zhì)化和羥基化表明其可能與增強(qiáng)繭層防水以及促進(jìn)以絲膠為原料的生物膜的形成有關(guān)。此外，本文對(duì)絲膠蛋白糖基化的分析將有助于探討家蠶的泌絲機(jī)理。
　　 3、探討了繭層絲膠蛋白與蠶繭解舒率之間的關(guān)系。通過(guò)進(jìn)一步分析B84繭層中Ser2蛋白的質(zhì)譜數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這種蛋白極易被糖基化，這可能是B84繭層高解舒的原因之一。對(duì)蛋白數(shù)據(jù)庫(kù)中的三種主要的絲膠蛋白的氨基酸序列進(jìn)行疏水性和二級(jí)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn)Ser

6、2蛋白的親水性強(qiáng)、β結(jié)構(gòu)含量低，有利于蠶繭表現(xiàn)出高解舒性能。
　　 4、通過(guò)絲膠突變系B84與實(shí)用品種豐一及其F1、F2、BC1和BC2的中部絲腺內(nèi)容物蛋白質(zhì)組的研究，發(fā)現(xiàn)在中部絲腺內(nèi)容物中比繭層中有著更多種類(lèi)的蛋白，原因可能是在吐絲時(shí)絲膠蛋白脫水纖維化，變得難以溶解，還有存在于中部絲腺內(nèi)容物的小分子量絲膠蛋白亞基因?yàn)楸唤M裝成大分子絲膠蛋白而不在繭層中出現(xiàn)。通過(guò)質(zhì)譜鑒定證明中部絲腺內(nèi)容物中含有非絲膠蛋白成分，包括ATP合成酶、肌

7、動(dòng)蛋白以及14-3-3蛋白等，說(shuō)明中部絲腺內(nèi)容物可能具備某些生理功能。絲氨酸蛋白酶抑制劑在豐一和B84中部絲腺內(nèi)容物中都存在，是家蠶自我保護(hù)機(jī)制的一種表現(xiàn)。B84中部絲腺內(nèi)容物中有兩個(gè)特有的與糖代謝有關(guān)的酶，意味著B(niǎo)84中部絲腺內(nèi)容物蛋白的糖基化水平更高，推測(cè)可能與繭層高解舒有關(guān)。在B84的中部絲腺內(nèi)容物中還發(fā)現(xiàn)了CBP蛋白，是B84繭層呈現(xiàn)黃色的原因。比較豐一和B84中部絲腺內(nèi)容物差異蛋白的GO分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)豐一中部絲腺內(nèi)容物的功能比

8、B84復(fù)雜，大多數(shù)特有GO類(lèi)型都與細(xì)胞組分有關(guān)，而從B84的特有GO類(lèi)型表明其中部絲腺中可能發(fā)生更多的氧化還原反應(yīng)，影響其絲膠性質(zhì)。
　　 5、選育了實(shí)用家蠶新品種“銀豐×玉珠”。在2006年春季和秋季分別在本實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行比較試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，申請(qǐng)參加家蠶新品種實(shí)驗(yàn)室共同鑒定，于2008年通過(guò)蠶新品種實(shí)驗(yàn)室共同鑒定，經(jīng)過(guò)2009年和2010年兩年的農(nóng)村試養(yǎng)，省家蠶品審會(huì)專(zhuān)家一致認(rèn)為該品種孵化、眠起齊一，體質(zhì)較強(qiáng)、好養(yǎng)，繭色白、繭形大、

9、繭層厚、縮皺細(xì)、產(chǎn)繭量高、繭絲質(zhì)優(yōu)，主要性狀優(yōu)于對(duì)照種；同意推薦報(bào)省品審會(huì)審定。
　　 6、利用絲膠突變系的特殊絲膠性質(zhì)，開(kāi)展了特殊用途蠶品種的選育。絲膠突變系B84具有不煮繭抽絲、超好的解舒性能以及活蛹繅絲后未脫膠生絲自然蓬松的特點(diǎn)，如果把該性狀導(dǎo)入實(shí)用蠶品種有可能改善實(shí)用蠶品種的解舒性狀，或者定向選育絲棉用蠶品種有可能改善絲棉的性能。本實(shí)驗(yàn)以B84為父本，選用8個(gè)實(shí)用蠶品種配制了系列的育種材料，重點(diǎn)選育其中2個(gè)材料，結(jié)合SD