生物博士论文Homeodomain转录因子对家蚕保幼激素及蜕皮激素合成的调控

家蚕PTTH基因转录调控及相关神经肽的发育达的中期报告引言：家蚕（Bombyx mori）是重要的经济昆虫，其绵蚕喂养技术的改进对经济产业有着重要的影响。

家蚕PTTH基因编码的调节蛋白对于绵蚕的生长发育及代谢过程具有重要作用。

本文旨在探讨家蚕PTTH基因转录调控及相关神经肽的发育达的中期报告。

一、PTTH基因的诱导和表达分析PTTH（Prothoracicotropic hormone）基因在昆虫生理调控中扮演着重要角色，它能够刺激类固醇激素的合成，并在家蚕的蜕皮和发育过程中发挥重要作用。

在本研究中，我们使用荧光素酶活检测系统（Luciferase reporter assay）观察了PTTH基因的诱导表达。

实验结果表明，在PTTH启动子区域中发现了多个响应外界刺激的调控元件，这些元件可以被转录因子与其他调控蛋白结合并直接或间接地对PTTH 基因的转录进行调节。

二、PTTH对神经肽的调控神经肽是调控昆虫生理进程的重要信号分子。

PTTH的作用通过调节神经肽的合成和释放来实现。

我们使用原位杂交技术和免疫组化技术对家蚕中PTTH基因和相关神经肽在不同发育阶段的表达进行了定位研究。

结果显示，PTTH基因的表达与特定神经肽的表达在发育过程中呈现明显的相关性。

此外，我们还观察到PTTH调控神经肽合成途径中多个关键基因的表达水平发生变化，这进一步证实了PTTH对神经肽的调控作用。

三、PTTH基因在绵蚕发育中的功能研究为了进一步理解PTTH基因在绵蚕发育中的功能，我们针对PTTH基因进行了敲除实验。

通过CRISPR-Cas9系统，我们成功地构建了PTTH基因敲除株系，并对其进行了表型分析。

结果显示，PTTH敲除后，绵蚕的发育速度明显延缓，并且出现了对PTTH调控的神经肽合成水平的异常响应。

这表明PTTH是绵蚕发育过程中的关键调节分子，在绵蚕的生长和发育中发挥着重要的作用。

结论：综上所述，本研究中我们对家蚕PTTH基因转录调控及相关神经肽的发育达的中期报告进行了详细论述。

家蚕生长发育调控的分子机制与关键基因的鉴定家蚕作为重要的经济昆虫，其生长发育调控机制一直是研究的热点之一。

随着生物学技术的发展，研究人员利用分子生物学、基因组学等手段，逐渐揭示了家蚕生长发育调控的分子机制和关键基因。

一、家蚕生长发育调控的基本过程家蚕的生长发育分为五个阶段：卵期、幼虫期、蛹期、前成虫期和成虫期。

其中，幼虫期是家蚕生长发育的主要阶段，也是研究家蚕生长发育调控最为关键的阶段。

家蚕的幼虫期分为5龄和6龄，它们的生长发育受到很多内源性和外源性因素的调控。

其中，内源性因素包括激素、基因、代谢产物等，外源性因素包括温度、营养、光照等。

二、家蚕生长发育调控的分子机制1、内源性信号转导通路内源性信号转导通路是家蚕生长发育调控的核心机制之一，包括激素信号转导、细胞周期和凋亡等。

激素信号转导通路包括雄激素、雌激素、蜕皮激素和生长激素等，它们通过激活下游转录因子、改变蛋白合成、调节代谢等方式影响家蚕生长发育。

2、基因调控家蚕的生长发育调控过程中还涉及到大量的基因调控机制。

多个家蚕基因家族在家蚕生长过程中发挥了重要作用。

如家蚕雄性激素受体基因（BmMol）家族、家蚕霉素受体基因家族等，它们参与了家蚕生长发育的调控。

此外，家蚕中一些关键的转录因子和生物合成过程酶基因也被广泛研究。

例如，家蚕花生四烯酸合成酶（BmFA2）基因和家蚕干扰素调节因子（BmIRF）基因在调控家蚕发育中发挥了重要作用。

3、环境信号调控机制家蚕生长发育调控不仅受到内源性信号调控，还受到外源性环境信号的影响。

这些环境信号包括温度、光照、营养等，它们能够通过影响内源性信号转导通路、基因表达等方式对家蚕生长发育产生影响。

三、家蚕生长发育调控的关键基因在家蚕生长发育调控中，发挥重要作用的关键基因有很多，下面介绍一些典型的。

1、bursiconbursicon是家蚕生长发育中的关键类肽激素，它主要在蛹化后期合成，能够促进成虫的剧烈肌肉收缩和皮肤硬化等过程。

家蚕蜕皮激素合成相关的细胞色素P450基因的鉴定分析程道军;李志清;孟勐;彭健;钱文良;康丽霞;夏庆友【期刊名称】《中国农业科学》【年(卷),期】2014(000)003【摘要】【目的】昆虫变态发育的启动主要受前胸腺合成分泌的蜕皮激素所调控，而蜕皮激素的合成是由细胞色素P450基因催化完成。

家蚕（Bombyx mori）是一种产丝昆虫，蚕业生产中如果能阻断或延迟家蚕蛹变态发育进程，将有利于改进蚕茧处理工艺，提高蚕丝品质。

论文旨在鉴定参与家蚕蜕皮激素合成的细胞色素P450基因，从而为人为遗传调节家蚕变态发育提供靶基因。

【方法】基于序列同源性比对，筛选家蚕及其他昆虫中参与蜕皮激素合成的P450基因。

利用ClustalW软件，分析昆虫蜕皮激素合成相关P450基因的遗传发生关系。

通过全基因组表达芯片数据分析及 RT-PCR 验证，调查家蚕蜕皮激素合成相关 P450基因的时空表达特征。

利用 RNAi 技术分析Cyp314a1表达下调对家蚕变态发育的影响。

【结果】家蚕基因组中有4个参与家蚕蜕皮激素合成的P450基因，即Cyp306a1、Cyp302a1、Cyp315a1和Cyp314a1。

比较分析显示，这4个蜕皮激素合成相关的P450基因在家蚕及其他昆虫中都是单拷贝，而且每个基因的同源体在遗传发生树上能很好地聚成一类，表明昆虫蜕皮激素合成相关的P450基因及其负责的蜕皮激素合成通路非常保守。

时空表达谱分析显示，在家蚕幼虫5龄第3天，Cyp302a1、Cyp315a1和Cyp314a1主要在家蚕幼虫卵巢、精巢和头部等组织器官中高表达；在幼虫-蛹-成虫变态发育进程中， Cyp302a1、Cyp315a1和Cyp314a1主要在蛹变态发育后期表达，其中Cyp314a1分别在上簇、化蛹及羽化前高表达，这与蜕皮激素滴度高峰出现的时期基本一致。

Cyp314a1的 RNAi导致家蚕不能正常化蛹及雌蛾卵巢发育异常，且降低了蜕皮激素信号通路关键基因HR3及Ftz-f1的表达。

家蚕蜕皮触发激素及其受体基因的克隆和表达分析
的开题报告
1. 研究背景和意义
家蚕（Bombyx mori）是一种重要的经济昆虫，其产丝和产蛹等方面对于丝绸生产和生物学研究具有重要的意义。

在家蚕的生命周期中，蛹化是一个重要的阶段，该阶段的正常发生需要许多内外因素的调节。

其中蜕皮激素的作用被认为是至关重要的。

因此，深入研究家蚕蜕皮触发激素及其受体基因的调控机制对于理解家蚕生物学和产丝的生产具有重要的意义。

2. 研究目的
本研究旨在克隆家蚕蜕皮触发激素及其受体基因，并探讨其在蛹化过程中的表达及调控机制。

3. 研究内容和方法
（1）克隆家蚕蜕皮触发激素及其受体基因：通过生物信息学方法，设计引物，利用RT-PCR技术从家蚕RNA中克隆出蜕皮触发激素及其受体基因。

（2）基因表达分析：利用qPCR技术检测家蚕在不同发育阶段和不同组织中蜕皮触发激素及其受体基因的表达水平变化，探讨其表达模式特点。

（3）激素受体基因的功能研究：采用RNAi技术对蜕皮触发激素受体基因进行靶向干扰，探究其对家蚕蛹化的影响。

4. 研究预期结果
（1）成功克隆出家蚕蜕皮触发激素及其受体基因。

（2）发现蜕皮触发激素及其受体基因在家蚕蛹化过程中的表达模式和特点。

（3）揭示蜕皮触发激素受体基因在家蚕蛹化中的作用和调控机制。

5. 研究意义和应用
本研究将进一步深入理解家蚕蛹化过程中的调节机制，为家蚕产丝和生物学研究提供科学依据。

同时，本研究成果具有指导家蚕养殖和防治相关害虫的应用价值。

Dissertation for Doctoral Degree ofSouthwest UniversityFunctional analysis of matrix metalloproteinases and tissue inhibitor of metalloproteinases in silkworm, BombyxmoriMajor: Cell BiologyField: Cell Genetics and Cell EngineeringSupervisor: Prof. Cheng Lu Prof. Min-Hui PanCandidate: Tai-Hang LiuChongqing, ChinaMay, 2017目录目录摘要 (I)ABSTRACT (V)第一章文献综述 (1)1.1MMPs基质金属蛋白酶家族 (1)1.1.1MMPs基质金属蛋白酶家族的进化 (1)1.1.2MMPs基质金属蛋白酶家族的分类 (2)1.1.3MMPs基质金属蛋白酶家族的结构特征 (3)1.1.4MMPs基质金属蛋白酶家族的活性调控 (4)1.1.5MMPs基质金属蛋白酶家族的功能 (6)1.2TIMPs组织金属蛋白酶抑制剂家族 (13)1.2.1TIMPs家族的发现及结构 (13)1.2.2TIMPs家族的功能 (14)第二章引言 (17)2.1 研究背景和目的意义 (17)2.2 主要研究内容 (17)2.3 技术路线 (18)第三章BmMMPs和BmTIMP基因的鉴定及表达特征分析 (21)3.1 材料与方法 (21)3.1.1 细胞、病毒与细菌 (21)3.1.2 主要试剂及溶液配制 (21)3.1.3 主要仪器 (24)3.1.4 主要实验方法及步骤 (25)3.2 结果与分析 (32)3.2.1 家蚕MMPs家族基因和TIMP基因序列分析 (32)3.2.2MMPs家族和TIMP的组织和时期表达分析 (35)3.2.3MMPs和TIMP的亚细胞定位及与定位相关的结构域鉴定 (37)3.2.4 不同免疫诱导刺激下MMPs和TIMP的表达模式 (40)3.3 讨论 (44)第四章BmMMPs和BmTIMP的相互作用鉴定 (47)4.1材料与方法 (47)4.1.1 细胞 (47)4.1.2 主要试剂及溶液配制 (47)4.1.3 主要仪器 (48)4.1.4 主要实验方法及步骤 (48)4.2 结果与分析 (49)4.2.1 荧光共定位分析MMPs与TIMP的相互作用 (49)4.2.2BiFC分析MMPs与TIMP的相互作用 (50)4.2.3Co-IP分析MMPs与TIMP的相互作用 (51)4.3 讨论 (52)第五章BmMMPs和BmTIMP对BmNPV侵染的影响 (55)5.1材料与方法 (55)5.1.1 细胞与病毒 (55)5.1.2 主要试剂及溶液配制 (55)5.1.3 主要仪器 (56)5.1.4 主要实验方法及步骤 (56)5.2 结果与分析 (59)5.2.1MMPs与TIMP基因的过表达效果检测 (59)5.2.2 过表达MMPs与TIMP对BmNPV侵染的影响 (60)5.2.3MMPs与TIMP基因的CRISPR/Cas9敲除效果检测 (62)5.2.4CRISPR/Cas9敲除MMPs与TIMP对BmNPV侵染的影响 (63)5.2.5MMPs的蛋白酶活性对BmNPV侵染的影响 (65)5.3 讨论 (67)第六章转基因过表达BmMMP3和BmTIMP对BmNPV增殖及家蚕变态发育影响 (71)6.1 材料与方法 (71)6.1.1 家蚕、病毒与载体 (71)6.1.2 主要试剂及溶液配制 (71)6.1.3 主要仪器 (72)6.1.4 主要实验方法及步骤 (72)6.2 结果与分析 (73)6.2.1MMP3-OE与TIMP-OE转基因品系的建立及鉴定 (73)6.2.2MMP3-OE转基因品系的表型分析及对BmNPV侵染的影响 (74)目录6.2.3TIMP-OE转基因品系的表型分析 (76)6.3 讨论 (78)第七章转基因杂交敲除BmMMPs家族基因对BmNPV增殖及家蚕变态发育影响 797.1材料与方法 (79)7.1.1 家蚕、病毒与载体 (79)7.1.2 主要试剂及溶液配制 (79)7.1.3 主要仪器 (80)7.1.4 主要实验方法及步骤 (80)7.2 结果与分析 (81)7.2.1Cas9-OE与MMPs-sgRNA转基因品系的建立及鉴定 (81)7.2.2MMP1-KO转基因杂交敲除品系的鉴定及表型分析 (83)7.2.3MMP2-KO转基因杂交敲除品系的鉴定及表型分析 (86)7.2.4MMP3-KO转基因杂交敲除品系的鉴定及表型分析 (94)7.2.5MMPs-KO品系对BmNPV侵染活力的影响 (96)7.3 讨论 (97)第八章BmMMPs和BmTIMP作用机制的探究及相互作用蛋白的鉴定 (99)8.1材料与方法 (99)8.1.1 家蚕、病毒与载体 (99)8.1.2 主要试剂及溶液配制 (99)8.1.3 主要仪器 (100)8.1.4 主要实验方法及步骤 (100)8.2 结果与分析 (101)8.2.1BmNPV的关键基因对MMPs家族基因的诱导调控 (101)8.2.2MMPs与TIMP之间的的诱导调控 (102)8.2.3MMPs调控Caspase的活性 (103)8.2.4MMP1a和MMP3互作蛋白的钓取 (103)8.2.5MMP1a和MMP3互作蛋白的克隆及初步鉴定 (105)8.3 讨论 (106)第九章全文总结与展望 (107)9.1全文总结 (107)9.2展望 (109)论文创新点 (111)参考文献 (113)附录 (125)在读期间发表学术论文及参研课题情况 (129)致谢 (131)摘要家蚕基质金属蛋白酶家族MMPs及组织金属蛋白酶抑制剂TIMP在家蚕中的功能研究细胞生物学专业博士研究生刘太行指导教师鲁成教授潘敏慧教授摘要昆虫在长期的进化过程中对多变的环境具备了高度的适应能力，这与其神奇的变态发育过程和高效的先天性免疫体系密不可分。

家蚕中转录因子基因家族的鉴定与表达分析研究转录因子是调控基因表达的重要因素，它们通过与DNA上启动子区域结合，促进或抑制基因的转录，从而影响基因表达和功能。

家蚕（Bombyx mori）是由于其重要的经济学地位在昆虫界中被广泛研究的模式生物之一，而转录因子也在家蚕发育、生长和代谢过程中扮演着重要的角色。

因此，对家蚕中转录因子基因家族的研究具有重要的理论和应用意义。

本文将对家蚕中转录因子基因家族的鉴定与表达分析研究进行讨论。

一、家蚕转录因子基因家族的鉴定家蚕基因组计划的完成为研究家蚕转录因子家族提供了必要的基础数据。

目前，已经对家蚕中的转录因子进行了全基因组预测和鉴定，预测共含有约3,500个转录因子基因，占家蚕基因组总基因数的10%左右。

其中包括作为转录因子家族的重要组分的C2H2类锌指蛋白、家族类转录因子、Myb蛋白、NAC类转录因子、bHLH蛋白、C3H家族转录因子和WRKY家族转录因子等。

家蚕中的转录因子基因数量远远多于果蝇，但少于蜜蜂和蚜虫，这表明家蚕转录因子的表达调控网络更为复杂。

二、家蚕转录因子基因家族的表达分析转录因子的表达具有时空特异性，对于揭示转录因子的功能和调控网络具有重要意义。

目前，通过转录组学、蛋白质组学和基因表达分析等方法，对家蚕中多种转录因子基因的表达模式和功能进行了研究。

1. C2H2类锌指蛋白C2H2类锌指蛋白是家蚕转录因子家族中最大的类别，占家蚕转录因子总数的50%以上。

这些基因具有广泛的生物学功能，如参与发育、代谢和应激反应。

研究发现，家蚕C2H2类锌指蛋白基因在幼虫期特异表达，随着生长发育逐渐降低，而在成虫期恢复表达。

同时，不同家蚕品系和生长环境下的C2H2类锌指蛋白基因表达水平存在差异。

2. bHLH蛋白bHLH蛋白是一类重要的转录因子，参与多种生理过程，如细胞分化、生长、细胞死亡、代谢、内分泌调节等。

研究发现，家蚕bHLH蛋白基因的表达同样具有时空特异性，如BmTai-1参与雌性同恒性确定，BmBeta-1参与眼色素生物合成、BmP0参与生长和发育。

昆虫保幼激素的合成、信号转导和形态调节作用研究进展王涛;李秀璋;梁静;唐楚煜;陈建博;李玉玲【期刊名称】《青海畜牧兽医杂志》【年(卷),期】2022(52)3【摘要】保幼激素(juvenile hormone,JH)是主要在昆虫咽侧体内合成的一类倍半萜类化合物,分泌后进入血淋巴调控昆虫发育、蜕皮变态、生殖、组织细胞程序性凋亡和重建等生理活动。

JH合成通路的中心前体为异戊烯基焦磷酸拥有甲羟戊酸(mevalonic acid,MVA)和磷酸脱氧木糖(deoxyxylose phosphate,DXP)两个合成途径,并在不同目昆虫中进化出多样的的JH合成途径。

JH通过结合核受体Met(methoprene tolerant)或与Met同源的受体Gce(germ-cell expression)激活信号传导,促进下游靶标基因如Kr-h1(krüppel-homolog1)等基因的表达。

在昆虫幼虫期,JH含量水平的周期性变化保证蜕皮、化蛹过程的顺利进行;在成虫期,JH 促进卵黄原蛋白的合成、卵巢成熟等。

总之,昆虫的生命进程受多个激素的共同调节,JH在其中发挥至关重要的作用。

近年来主要围绕JH的生物合成、代谢、信号转导和变态发育调控展开大量研究。

本文从昆虫整个生活史中对JH合成、代谢、各个时期的功能进行综述,以期为JH的研究提供科学基础。

【总页数】11页(P54-64)【作者】王涛;李秀璋;梁静;唐楚煜;陈建博;李玉玲【作者单位】青海大学畜牧兽医科学院【正文语种】中文【中图分类】S826.89【相关文献】1.双环氧保幼激烈Ⅲ昆虫保幼激素家族的新成员2.保幼激素类似物对家蚕丝腺与脂肪体蛋白质合成的调节作用3.保幼激素和20—羟蜕皮素对家蚕主要血液蛋白合成的调节作用4.昆虫保幼激素蚊蝇醚合成工艺的研究5.雄性地中海蟋蟀（Gryllus bimaculatus）成虫期保幼激素Ⅲ的生物合成及其调节Ⅱ．外源性因子对成虫期保幼激素Ⅲ生物合成的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。