家蠶abdominal-A基因的克隆、表達(dá)及功能研究.pdf

1、Abd-A基因是昆蟲發(fā)育過程中的關(guān)鍵基因，最初在果蠅中發(fā)現(xiàn)。在果蠅中，abd-A基因參與調(diào)控腹節(jié)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生、體節(jié)前后軸的分化、生殖細(xì)胞的遷移、生殖腺的發(fā)育、心臟的分化、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育，中腸形成和脂肪體的發(fā)育等眾多生命過程。 Abd-A基因在物種間具有廣泛的保守性。在果蠅中發(fā)現(xiàn)之后陸續(xù)在其他昆蟲、吸蟲以及高等哺乳動物等很多物種中發(fā)現(xiàn)其同源基因。家蠶是鱗翅目昆蟲研究的典型模式生物，其胚胎發(fā)育研究具有重要意義。目前已報道了家蠶abd-A

2、基因的兩種mRNA的剪接形式，但對其功能的研究還未見報道。本研究克隆了家蠶的abd-A基因，對其在家蠶不同發(fā)育時期的表達(dá)進(jìn)行了檢測，并采用RNAi技術(shù)對其功能進(jìn)行了初步研究，獲得結(jié)果如下： 1 家蠶abd-A基因的克隆及特征在對家蠶基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行生物信息學(xué)分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計引物克隆了家蠶abd-A基因，其中包含全長CDS序列和部分3’UTR序列。結(jié)果表明，家蠶abd-A基因至少存在三種mRNA剪接方式，長度分別為1032 bp，

3、1044 bp和1059 bp，分別編碼343個氨基酸，347個氨基酸和352個氨基酸。其中，前面兩種形式在NCBI已有報道，第三種形式為本研究新發(fā)現(xiàn)。三種剪接形式的abd-A基因都由3個外顯子組成，所有的外顯子/內(nèi)含子邊界均符合典型的CT/AC規(guī)則，差別僅在于第二外顯子的大小。三種剪接方式的第二外顯子的長度分別為33bp，45 bp，60 bp。物種間同源蛋白質(zhì)序列的比對結(jié)果表明，家蠶ABD-A蛋白同其他物種中的同源蛋白具有較高的相似

4、性，與紅色面粉蟲(Tribolium castaneum)和果蠅(Drosophilamelanogaster)的相似性分別為67％和57％，而所分析的不同物種間的homcodomain序列高度保守，序列相似性約100％。 2家蠶abd-A基因的mRNA表達(dá)模式家蠶abd-A基因在受精后22h左右開始表達(dá)。且表達(dá)量逐漸增強(qiáng)：在蟻蠶中的表達(dá)量有所降低．這一表達(dá)模式與果蠅abd-A基因在胚胎發(fā)育過程中的表達(dá)模式非常相似．推測家蠶ab

5、d-A基因同果蠅abd-A基因的功能相似，在家蠶胚帶的形成、腹節(jié)及中腸的分化等發(fā)育過程中起重要作用。同時家蠶abd-A基因在未受精卵內(nèi)也有表達(dá)，推測abd-A基因在家蠶卵子發(fā)生過程中起重要作用。 abd-A基因在家蠶不同組織中的表達(dá)檢測結(jié)果表明，abd-A基因在家蠶5齡第3天幼蟲的頭部、體壁、卵巢、精巢、馬氏管、絲腺、血液、脂肪體、中腸中都有表達(dá)，這一結(jié)果說明abd-A基因在家蠶中參與多種組織的發(fā)育調(diào)控。3家蠶abd-A基因在胚胎發(fā)育期

6、的RNAi研究本實驗以正常N4蠶卵為注射材料，進(jìn)行了abd-A基因的RNA干涉實驗，結(jié)果表明，家蠶abd-A基因的表達(dá)被干涉后，發(fā)育的胚胎主要出現(xiàn)兩種突變類型：Ⅰ型：腹足完全缺失，即第3～6腹節(jié)的腹足完全缺失。Ⅱ型：腹足部分缺失，即第3～6腹節(jié)的腹足出現(xiàn)部分缺失現(xiàn)象，這一結(jié)果表明家蠶abd-A基因在胚胎發(fā)育期能夠決定第3～6腹節(jié)的腹足的正常生長發(fā)育。同時，進(jìn)一步對RNA探針濃度對突變表型的影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，探針的濃度越高。注射的