家蠶腦的蛋白質(zhì)組學(xué)分析及桿狀病毒誘導(dǎo)家蠶行為變化的分子機制研究.pdf

1、一個世紀(jì)之前人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)桿狀病毒能夠誘導(dǎo)它們的鱗翅目昆蟲宿主產(chǎn)生異常活躍的行為。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(guān)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?；谀X是行為控制中心這一理論，我們首先利用shotgun技術(shù)對家蠶腦總蛋白進行鑒定，以了解家蠶腦的蛋白質(zhì)組成，并對于行為調(diào)控相關(guān)的蛋白有一個全面的認(rèn)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(xué)分析，并進一步利用RNA-Seq技術(shù)比較了BmNPV感染前后家蠶腦的轉(zhuǎn)錄組圖譜，以揭示病毒感染對腦組織轉(zhuǎn)錄水平上的影響。最后，基于血清素受體調(diào)控行為的相關(guān)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(guān)性。研究結(jié)果如下:
　　1、利用shotgun技術(shù)在家蠶腦中共鑒定到2，210種蛋白質(zhì)，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(xué)習(xí)行為等）調(diào)控和與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能調(diào)控相關(guān)的蛋白質(zhì)。
　　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(nèi)部，最后布滿整個

4、腦組織，BmNPV感染導(dǎo)致家蠶腦中央復(fù)合體處的組織形態(tài)以及神經(jīng)形態(tài)出現(xiàn)病變。
　　3、轉(zhuǎn)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(diào)基因和524個下調(diào)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(diào)的趨勢，根據(jù)以前的研究報道它們參與調(diào)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(diào)控作用，并且參與調(diào)控BmNPV誘導(dǎo)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