课题基金 / 基金详情

Abl和trx基因影响家蚕茧丝产量的作用机制研究

批准号:
32072790
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李木旺
依托单位:
学科分类:
养蚕学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李木旺

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
茧丝性状是决定蚕桑行业产量和质量效益的主要因素,充分了解和研究家蚕茧丝性状,对选育茧丝性状优良的蚕品种、提高蚕茧生产效益有着重要的意义。项目组前期的研究显示,Abl和trx基因在丝腺细胞增殖和丝蛋白合成过程中具有重要调控作用。本研究利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术、家蚕转基因技术、高通量测序和生物信息学分析等方法,深入研究Abl和trx基因在家蚕茧丝性状中的调控作用机制。该研究为利用转基因与基因组编辑技术辅助传统遗传育种方法选育高产、优质的家蚕品种打下基础,对家蚕多丝量品种的选育有着重要借鉴意义,并对家蚕丝腺生物反应器的研发具有指导作用。
英文摘要
Silk properties are the main factors that determine the yield and quality benefits of the sericulture industry. It is of great significance to fully understand and study the cocoon and silk properties of the silkworm to select the silkworm varieties with good cocoon and silk properties and improve the cocoon production benefits. Our previous studies have shown that the Abl and Trx genes play an important role in the regulation of silk gland cell proliferation and silk protein synthesis. In this study, CRISPR / cas9 genome editing technology, silkworm transgenic technology, high-throughput sequencing and bioinformatics analysis were used to study the regulatory mechanism of Abl and trx genes in the properties of cocoon silk. This study will lay a foundation for the selection of high-yield and high-quality silkworm varieties by using transgenic technology and genome editing technology assisted with traditional genetic breeding technology. It will be of great significance to the selection of silkworm varieties with multi silk content, and will be of guiding significance to the research and development of silkworm silk gland bioreactor.
在前期的研究基础上,利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术、家蚕转基因技术、高通量测序和生物信息学分析等方法,深入研究Abl和trx基因在家蚕茧丝性状中的调控作用机制。发现BmABL1磷酸化BmCNC,活化的BmCNC和KEAP解离后进入细胞核调控ARE介导的谷胱甘肽转移酶的转录活性。对转录水平的检测发现BmAbl1敲除品系和对照组间丝素蛋白Fib-H,Fib-L,P25基因的表达差异不显著,而Western-blot对丝素蛋白含量检测结果显示在BmAbl1敲除品系中丝素轻链、丝素重链和P25含量明显低于对照品系,说明BmAbl对丝素蛋白表达的调控不在转录水平。BmAbl1敲除品系后部丝腺的谷胱甘肽代谢异常,含量是对照组家蚕的1.49倍,表明在BmAbl1敲除品系中谷胱甘肽无法有效分解为谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸,而过表达BmAbl基因能够提高谷胱甘肽转移酶的活性,进而提升家蚕茧丝的产量。说明BmAbl1通过调控谷胱甘肽转移酶的活性,影响游离甘氨酸和游离丝氨酸的丰度,影响丝素蛋白的合成,进而调控茧丝性状。BmTrx作为一个多功能的基因,影响了家蚕变态发育、丝腺发育等,BmTrx敲除品系后部丝腺发育异常,部分区段出现肿胀,分泌的丝素蛋白聚集成的液滴小于对照品系Nistari,表明BmTrx的缺失影响了家蚕丝腺的发育,减少了丝素蛋白的合成,从而影响了茧丝性状。在家蚕丝腺中BmTrx能够通过组蛋白H3K4me3甲基化修饰调节多个与丝腺发育和蛋白合成相关的转录因子表达,调控了Fib-H和Fib-L基因的表达水平,并影响可变剪接通路和核糖体生成。BmTrx的功能缺失影响了DNA甲基化修饰酶的表达并影响了后部丝腺中mRNA的可变剪接过程。表明BmTrx能够从多个角度和水平对家蚕丝腺发育及蛋白合成产生影响。
昆虫生理生化与分子生物学学术研讨会
  • 批准号:
    31981340410
  • 项目类别:
    国际(地区)合作与交流项目
  • 资助金额:
    10万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    李木旺
  • 依托单位:
家蚕对AcMNPV的感染机制研究
  • 批准号:
    31772523
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    李木旺
  • 依托单位:
家蚕雏翅(minute wing)发生的分子机制研究
  • 批准号:
    31572320
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    66.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    李木旺
  • 依托单位:
家蚕茧丝产量性状相关基因的发掘及功能分析
  • 批准号:
    31372375
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    李木旺
  • 依托单位:
国内基金
海外基金