（特种经济动物饲养专业论文）家蚕幼虫蜕皮期基因表达的全基因组芯片研究.pdf

摘要 家蚕幼虫蜕皮期基因表达的全基因组芯片研究 特种经济动物饲养专业硕士研究生黄重 指导教师夏庆友教授 摘要 蜕皮是侈肢动物和线虫等蜕皮类动物特有的生命现象，是指在其不同的发育阶段，发生 新皮的形成和i r 皮的去除。生命周期包括卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段的全变态昆虫，是研 究蜕皮发育的理想模型。虽然已经清楚昆虫蜕皮主要由保幼激素和蜕皮激素协同控制，但系 统研究蜕皮过程中的基冈表达变化无疑可以促进昆虫蜕皮分子机制的深入研究。目前，部分 全变态模式昆虫变态蜕皮期的基因表达分析已有一些报道，但关于幼虫生长蜕皮期间基因表 达变化的研究报道几乎没有。家蚕属于全变态昆虫，是鳞翅目昆虫研究的代表生物，其在昆 虫的进化、生长发育和害虫防治等研究方面都有着不可替代的优势。2 0 0 3 年，家蚕基因组框 架图绘制成功。2 0 0 6 年，世界上第一张覆盖家蚕全基因组的寡核苷酸芯片研制成功。基因组 和表达组分析平台的建立，为我们从基因组和基因水平上研究家蚕幼虫的蜕皮机制提供了良 好的研究基础。本研究即应用包含2 2 9 8 7 个基因探针的家蚕全基因组芯片，对家蚕发育过程 中从4 龄起蚕至5 龄8 小时共1 0 个时间点的基因表达变化进行分析，获得的主要结果如下： 1 幼虫蜕皮期基因表达的概貌 我们以信号值大于8 0 0 作为基冈表达的阀值，对芯片数据进行统计分析，发现共有1 0 5 7 1 个基冈在幼虫4 龄生长和蜕皮期间表达。其中，8 6 8 7 个、8 3 “个和9 6 0 7 个基因分别在起蚕 期、食桑期和眠期表达。我们通过g o 分类对这些基因进行了注释，发现有6 9 2 4 个表达基因 具有同源注释。从细胞组分来看，表达主要归类为细胞、细胞成分和细胞器官三大类；从分 子功能方面来看，表达的基因主要归类为结合、催化活性和转运活性三大类；从生物学过程 方面来看，表达基因主要参与细胞过程、代谢过程和生物学调控过程。 2 幼虫蜕皮期基因表达的的变化趋势 4 龄幼虫蜕皮期不同时间点基冈表达变化趋势的散点图分析显示，4 龄l 天、4 龄2 天、4 龄3 天和5 龄8 小时四个食桑时间点的基冈表达相对于5 龄3 天的变化较小，表明食桑期的 生理活动和所涉及的基因相似：但眠前即4 龄3 天的基因表达变化较明显，这预示着一些启 动蜕皮发生的基因开始表达。眠期不同时间点的基冈表达变化非常显著，表明眠期与食桑期 的生理代谢活动存在较大差异；起蚕属于眠和食桑期的间期，其基冈表达变化较小。 眄南人硕十学伊论文 3 幼虫蜕皮期差异表达基因的聚类分析 我们采刚聚类分析的方法凋夯了表达基因在转录水平的相似性和差异，结果发现共有 7 5 7 2 个基冈的表达至少在一个时间点发生了变化。差异表达基冈的级联聚类分析显示，4 龄 食桑期和4 5 龄起蚕以及5 龄初食桑先聚成一类，再与眠期4 个发育时间点聚成的分支聚住一 起。这表明家蚕起蚕与食桑期的生理活动相似，眠期与起蚕利食桑期的代谢活动存在差异。 4 幼虫蜕皮期基因表达的阶段差异 我们以基因表达水平在一个阶段超过另一阶段2 倍来确定筹异表达基因。家蚕幼虫食桑 期和眠期的表达基因的比较发现，4 8 4 个基因在食桑期上调表达，7 2 0 个基因在眠期上调表达。 4 龄眠期和5 龄起蚕基因表达的比较发现，3 9 8 个基冈在4 龄眠期上调表达，2 2 2 个基因在5 龄起蚕上调表达。5 龄起蚕和5 龄初食桑期基因表达的比较发现，2 9 8 个基因在起蚕上调表达， 1 1 7 个基因在初次食桑期上调表达。 食桑期上调表达基冈主要包括与桑叶消化吸收相关肽酶、淀粉酶、糖酶、脂肪酶、脂酶 等消化代谢酶类。眠期上调表达基因主要与组织发生、物质转运、转录翻译调控和组织细胞 降解相关。5 龄起蚕上调表达的基因中，纤维醇磷酸酯酶与纤维的消化代谢相关，触角结合蛋 白和起蚕寻找食物、辨别气味分子有关。 5 幼虫蜕皮期激素和泛素相关基因的表达 幼虫蜕皮期间出现的部分时期特异表达基因与激素的合成代谢或调控作用相关。保幼激 素二醇激酶和保幼激素酯酶分别在食桑后期和眠期表达，我们推测保幼激素二醇激酶和保幼 激素酯酶分别参与了不同阶段期保幼激素的降解。础c z ，在4 龄3 天的表达与蜕皮激素滴度 的变化相关，推测歙c 刁在蜕皮激素的诱导下开始转录，并参与了幼虫蜕皮过程的启动。 特别重要的是，泛素蛋白酶体系相关基因在眠期特异表达，表明家蚕体内存在降解蛋白质的 泛素一蛋白酶通路，而且该通路可能与眠期细胞凋亡过程相关。 关键词：家蚕幼虫蜕皮基因芯片基因表达谱表达差异 a b s t r a c t a n a l y s i so fg e n e e x p r e s s i o nd u r i n gt h el a r v a l m o l t i n gs t a g ei nb d 聊幻m d 力b y t h e w h 0 1 e g e n o m eo l i g o n u c l e o t i d em i c r o a r r a y r a i s i n go fs p e c i a le c o n o m i ca n i m a l m a s t e r h u a n gc h o n g a d v i s o r ：p r o f e s s o rx i aq i n g y o u a bs t r a c t e c d y s i si sau i l i q u eb i o l o g i c a lp h e i l o m e n o nc o m m o nt oa r t l l i q 川sa n d 玳：m a t o d e s d l u r i n gt l l e e c d y s i s ，t l l eo l de x o s k e l e t o i l u t i c l ei ss h e d 锄dr 印l a c e db yan e we x o s k e l e t o n h o l o m e t a _ b o l a l l s h a v ef o u fd i f i e f e n ts t a g e si i lt l l ew h o l el i f ec y c l ei 1 1 c l u d i n g l ee g g ，l a n ，p u p aa n da d u l t 觚d g e n e m l l ym i d e r g ol a r v a lm o l 佃1 9 勰w e l l 鹪m e t a m o 叩h o s i sc o m i m l a l l y s 0 ，h o l 0 i i l e 嗡b o l a n s 淝 阳g a r d e d 私觚i d e a l 删m e lf o r 咖d y i i l g 圮e c d y s i sd e v e l 叩m e n t m o u g l l 印淅。惦s t u d i e sl l a v e c 0 i l f i n n e dt l l a tt i 抡i n s e c te c d y s i si sm a i l l l yc o o r d i i l a t e db ym ej u v e i l i l eh o 加l 圮锄dt l l en l o l t i n g h o l l n o n e ，t h es y s t e m a t i c 锄a l y s i so ft l l eg e n ee x p r c s s i o n 蛳n gl a r v a l 如o n i i l ga n dm e t a m o r p h o s i s w i l lp 1 啪t em l d e r s t a n d i n gt l l em o l e c u l em e c 蜥锄o fi l l c te c d y s i s u pt 0 w ，g e n ee x p r e 鹳i 0 i l 蛳n gm e t a m o r p h o s i si 1 1s o m eh o l 啪e t a _ b o l o u si n s e c t sh 勰a l r e a d yb e e nr e p o r t e d w h e r e 弱t 1 1 eg e e x p 他s s e dc h 锄g e sd l l r i n gt i l el a r v a l 脚l t i n gl l a v ei l o tb e d e t a i l e d l ya i l a l y z e d t 圮上蛔肌6 畛m d 一， t l l er 印托s e m a t i v eo 唱a l l i s mf 0 rt l l eb i o l o 酉c a ls t i l d i e so fl 印i d o p t e mi i l c t s ，b e l o n g st om e h o l o m e t a b o l 锄锄d1 1 a si 唧l a c e a b l es u p 舐o r i t yi i li i 塔e c te v o l u t i o n ，d e v e l o p 麟m t ，p e s tc o n 廿0 l 锄d o t l l 盯鹅p e c t s h i2 0 0 3 ，t h ed r a rs e q u e n c e 矗d rt h eg e n 0 i 鹏o f 肋m 匆垮m d 一，h 豁b e 明f i i l i s h e d s u c c e s s 血l l y h l2 0 0 6 ，恤f i r s tw h o l e g e i l o 雠l l l i c r o 姐可w i 也2 2 ，9 8 77 0 埘o l i 9 0 n u c l e o t i d e s p r c i b e sc o v e 而1 9n l ep 聆s e n t l yh l o w n 孤dp 托d i c t e dg e n e si i lt l l es i l k w o n ng e r l o i n eh 躲d e s i g n e d 姐d c o n s t r u c t e d t h e s cp r 0 v i d e du sa9 0 0 df o u n d a t i i i ls t t l d y i n gt l l ee c d y s i sm e c h a i l i s l i l sa tn l e 、h o l e - 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f o l d c o n l p a r e dm eg e n ee x p 恍s s i o np a t t e mb e 附e e nt h ef e e d i n ga n dm e m 0 1 t i n gs t a g e si nf o u n hl a v a “n s t a r ，w ef o u n dt h a l4 8 4a l l d7 2 0g e n e sa r eu p - r e g u l a t e di nt h e f e e d i n g 锄di nm o i t i n gs t a g e s ，r e s p e c t i v e l y a l s o ，3 9 8a n d2 2 2g e n e sa r eu p r e g u l a t e di ni n o l t i n g l v a b s lk a ( 。l s t a g e s 锄doh o u r so ff i f n ll a n ，a li n s t a r r e s p e c t i v e l y ，c 唧撕n gw i n lt l l eg e 鹏e x p 坨s s i b 曲 t h ef o u n hi n s t 盯m o l t i n gs t a g ea n dt h ef i f n li n s t a ra w a k i n gs t a g e m o r e o v w ef o u n dt 胁2 9 8 锄dl l7g e n e sa 托u p - 他g i l l a t ee x p r e s s e di n0h o u r s 锄df e e d i n gs t a g eo ff i n hl a n ，a li n s t 盯l a n ，a n l eu p r e g u l a t e dg e n e si nt h ef e e d i n gs t a g em i n l yc o m a i nm e t a 【b o l i s me 1 1 z ”鹏ss u c h 弱p e p t i d e 锄z y i l l e ，锄y l a s e ，c a r b o h y d r a s e ，l i p a s e ，e s t e r a s e 狮d 1 1 1 eu p - r e g u l a t e de x p 佗s s e dg e 鹏si n m o l t i n gs t a g ea 托m i n l yr e l a t i v e t oh i s t o g e n e s i s ，咖叩o r to fs u b s 组n c e ，t l l er e g u l a t i 伽o f 缸蛐s c r i p t i o na n dm m s l a t i o n ，觚dc e l l u l a rd e g e n e r a t i o n t h ei n o s i t o lp h o s p h a t a g e 眦u p r e g u l a t c d i no h o u r so f t l l e6 m li n s t a rj si n v o l v e dj nt h ed i g e s t i o f t e x t i l e6 b a n t 唧诅e s t e r 撇a n d 蝴 b i n d i n gp r o t e i i lm i g h tb ei n v o l v e di ns e e k i n gf b o d s 锄dd i s t i n g u i s h j n go d 0 幅 5 t h eh o m o n e 锄d u b i q u i t i l l - r e l a t e dg e me x p r e s s i d 嘶n gl a dm o l t i n g s o m eo fs t a g e s p e c i f i ce x p 幅s s e dg 朋髓a 砖他l a t i v et 0s y n t h e s i s ，n 圮t a ：b o l i s m 孤ds i g n a l t m s d u c t i o no f j u v e n i l eh o 彻伽ea n dm o l t i n gh o n t l o n ed u r i n gl a n ，a lm o l t i n g j u v e i l i l eh 0 册。鹏d i o l l 【i m a i l dj u v c n i l eh ( 舭n o 鹏e s t e m s ea 聆e x p r e s di i ll a t e rf e e d i i l gs t a g ea n dm o l t i n gs t a g e ， r e s p c c t i v e l y s ow es p c c u l a t c dt h tm e yr n a yb ep 确c i p a t e di l lt l l ed e g e m m t i 帆o f j u v e i l i l e 蛔胁呲 i nd i 艉e n ts t a g e 1 b n 刚p 缸伽i a lf ；k t o r 剧 c 刀i se x p f e s s c di i l3d a yo ff 0 砥hl a r v a li i l s t a ri n f e e d i n gs t a g e 1 1 l i se x p 他s s i o np a n e ri sc o i n c i d e d 砸t l ln l ec l l a n g eo fe c d y s o 鹏t i 自i i l d i c a n i 喀t l l a t 歙c 刀w 勰b e g i i n t 0e x p 豫s s u n d e r t l l e i l l d u c e m 咖o f e c d y s e 觚d n l a y p l a y ak e y m l e 妇删娥o f t h el a n ，a le c d y s i s m o r ei i t l p c 吼蛐t l y ，圮u b i q u i t i np r 0 伦m 躺e sa 他s p e c i f i c a l l ye x p 他s s e dd 嘣n gm e m o l t i l l gs t a g e ，跚g g e s 缸gt h a t 恤u b i q u i t i n - p r o t e i n 越e ss i g n a l l i n gp a 1 w a yi s 既i s ti n 勘埘劬r 胁d 一 柚dm a yb ei n v o l v e di i lt l l ep r o g 吼m e dc e nd e a md u r i n gm o l t i n gs t a g e 1 沁yw o r d s ：曰d 脚西畛肌口嵋l a r 、，am o l t i n g ，m i c r o a r r a y ，g e ee x p r e s s i o n ，d i f l l e r e n c e v 独创性声明 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了 标注。 学位论文作者：丧重 签字日期：2 0 0 8 年6 月 f 6 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生部可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 学位论文作者签名：丧童导师签名：弓彰馁 签字日期：如。黾年6 月1 6 日签字日期：2 0 0 8 年6 月 1 6 日 第章艾献综述 1 1概述 第一章文献综述 家蚕属丁完全变态昆虫，住一生中要经过辱日幼虫一蛹一成虫( 蛾) 四个发育阶段才能 完成其生命周期。在家蚕的生长发育过样中，要经过多次蜕皮才能成熟。家蚕蜕皮包括胚胎 孵化蜕皮、幼虫各个龄期间的蜕皮、幼虫剑蛹的蜕皮和蛹剑成虫的变态蜕皮。昆虫蜕皮是一 套完善而且精确控制的多基因参与的级联反应，特别是全变态昆虫从幼虫蜕皮到变态蜕皮， 以及组织解体和重建，是研究发育生物学的理想模型。因此，研究昆虫蜕皮机理已经成为昆 虫学和发育生物学领域的研究热点和前沿，具有重要的理论意义和应用前景。 1 2 昆虫幼虫蜕皮的激素控制 昆虫的蜕皮与变态现象，是个体生k 达到一定水平时由量变到质变的飞跃。外部生活环 境的变化和内部成熟状态等信息由中枢神经系统感知后，通过神经内分泌系统的活动，支配 昆虫的生长与变态过程。 1 2 1控制昆虫幼虫蜕皮的主要激素 昆虫个体的生长、发育与繁殖受其自身内分泌腺产生的多种内激素所控制，激素与激素 的关系十分复杂。内分泌腺为无管腺，其分泌的微量化学物质释放至血液后，通过血液循环， 运送到目标组织器官，然后产生某种特异的生理功能。在昆虫中，尽管其外部形态在幼虫期 和成虫期差异甚大，但直接调控其生长与发育的激素主要有两种，即由咽侧体分泌的保幼激 素( j u v e l l i l eh o m l o n e ，j h ) 和由前胸腺分泌的蜕皮激素( e c d y s eh o m i o 鹏，e h ) 。另外，脑 神经分泌细胞产生的促前胸腺激素( p r o t h o r a c o 仃( p i ch o m l o n e ，p 1 1 h ) 刺激蜕皮激素的合成分 泌。促前胸腺激素、蜕皮激素和保幼激素共同组成内分泌调节系统，控制昆虫的变态。 1 2 1 1 促前胸腺激素 促前胸腺激素( p r o t l l o r a c o t r 叩i ch o 加0 n e ，p 们h ) 因其能促进前胸腺( p 也。忍c i c 酉a n d ， p g ) 合成和分泌蜕皮激素而得名，又称脑激素，是由昆虫前脑的神经分泌细胞所分泌。随血 淋巴到达_ 井贮存于心侧体，它具有活化咽侧体及前胸腺的功能，是内分泌系统的控制中心。 另外，这种激素对卵巢的发育及昆虫的滞育也有控制作用。p 1 广r h 是脑神经细胞合成的一个蛋 白质激素，是一条单链的肽类，由一个链间二硫键连接的二个相同亚基组成，每一贬基内有 三个二硫键，含有4 0 4 3 个氨基酸，n 一末端是甘氨酸，分子量约为4 3 3 0 4 7 4 0 ，其功能在于 刺激前胸腺分泌蜕皮素1 2 3 。目前，已经有两种脑激素活性物质被分离鉴定，是分子量为 2 0 k d a 的碱性蛋自质，一是分子量约4 万的酸性蚩自质。研究结果发现，分子量为2 0 l 【) a 的 两南人学硕卜学伶论文 激素没有刺激家蚕前胸腺分泌蜕皮激素的效果，只对蓖麻蚕有效，后来将它命名为蚕素，其 氨基酸排列j 人的胰岛素相似；而分子量为4 万的多肽才真的对家蚕的前胸腺有刺激分泌蜕 皮激素的功能f 4 1 。这两种脑激素是由脑中不同的神经分泌细胞分泌的，蚕素由脑间部的4 对神 经分泌细胞所分泌，删则是由脑侧方部的1 对神经分泌细胞所分泌( m i z o g i i c h i ，1 9 9 0 ) 。 1 2 1 2 保幼激素 保幼激素( j u v e n i l eh o m l o n e ，j h ) 为咽侧体分泌，是一种萜烯类物质。咽侧体的分泌细 胞在幼虫蜕皮时是有活性的，但在变态蜕皮期间是无活性的晡1 。目前，已经从昆虫中已经分离 得到了4 种j h ，分别称之为：j h o ( c 1 9 j h ，j h i ( c 1 8 - j h ) ，j h - i i ( c 1 7 一j h ) 和j h i i i ( c 1 6 j h ) 。 昆虫中普遍存在的是j h i ，m i 和j h i i 几乎只限于鳞翅目，而j h 0 至今只在烟草角蛾的 卵中发现1 。保幼激素的分子大小对活性的表达起着重要作用，对桑蚕来说，碳链是1 7 1 8 的 分子最有效。从昆虫不同发育期来看，卵期主要是o ，幼虫期主要为mi 和m l l ，雌成虫 体内含有j hi i 和j h i i i ，眦一0 出现在昆虫系统发育上的原始时期。从生物进化比较观点来看， 只有昆虫中出现了萜烯类的保幼激素，其他动物尚未发现这种激素，这是值得注意的现象。 就完全变态昆虫来说，前人早在5 0 年代就提出了幼虫咽侧体停止分泌保幼激素是导致幼 虫转变成蛹的前提。近年来的一系列研究结果表明，家蚕最后一龄早期血淋巴中低浓度的蜕 皮素是引起咽侧体停止分泌保幼激素的最重要冈素阻引。 保幼激素在昆虫发育过程中具有十分重要的作用，包括在幼虫发育阶段，控制蜕皮和变 态；在成虫阶段，参与调节雌虫的卵黄蛋白原合成和卵巢发育以及雄虫的精子产生和附性腺 的生长u 0 。 o 1 2 1 3 蜕皮激素 蜕皮激素是由昆虫的前胸腺或相应的组织所分泌，它主要是对表皮细胞起作用，引起昆 虫蜕皮。蜕皮激素是一种甾族激素，已发现的有a 蜕皮素( c 2 7 h 4 4 0 6 ) 和p 蜕皮素( c 2 7 h “0 7 ) 。 在家蚕体内，a 蜕皮素的含量远比b 蜕皮素多，而激素活性则p 蜕皮素比n 蜕皮素强3 - 5 倍， 所以有人认为p 一蜕皮激素是调：青昆虫蜕皮的主要激素旧1 。其中，前胸腺分泌物以d 蜕皮素为 主1 ，它以不活性的结合状态贮存在血液中，其在蚕体内的寿命很短，基本上非常迅速地转 变为p 蜕皮素( 2 0 一h y d r o x y e c d y s o 鹏) 。 蜕皮激素是以胆同醇作为骨架来合成的。但昆虫本身并不能合成胆同醇，而是直接或间 接地从植物中得到。大多数是以谷固醇为起点物质而进行再加工的。胆| 司醇经一系列中间步 骤在前胸腺中合成a 一蜕皮激素( a 蜕皮酮) 。然后分泌剑血液中，再合成p 蜕皮激素( 2 0 羟 基蜕皮酮) 引。 蜕皮激素负责幼虫新壳的形成和硬化、蛹化、蛹壳形成以及与蜕皮相关的生长和分化等。 蜕皮激素并不是一种活性激素，它只是一种激素原，必须转变为一种活性形式才具有活性功 2 第章文献综述 能。这种转变是住如脂肪体那样周同组织的线粒体或微体中，由含血红素( 亚铁原卟啉) 的 氧化酶完成的。在此过程中，蜕皮酮转交为有活性的2 0 羟基蜕皮激素( 2 0 h y d r o x y e c d y s t e m n e ， 2 0 e ) 引。 1 9 3 6 年，英国学者v b w i g g i e s w o n h 证明咽侧体是控制昆虫的变态和生殖的内分泌中心。 1 9 4 0 年，福田在家蚕中证实，前胸腺是控制昆虫蜕皮的中心。1 9 6 3 年。k a r l s 等阐明了蜕皮 激素的化学结构式。1 9 6 7 1 9 6 8 年，r o l l e r 等阐明了保幼激素的化学结构式【1 3 】。这些研究结果的 发现，为后来进一步研究激素的调节机制打下了坚实的基础。 自1 9 4 0 年以来，研究人员对家蚕生长发育的激素调节机理进行了长期的研究，提出了一 个控制昆虫蜕皮及变态的激素涧13 模式：在幼虫生长及发育过程中，脑内神经分泌细胞所分 泌的脑激素激活前胸腺，活化的前胸腺再分泌蜕皮激素，诱导蜕皮。家蚕的蜕皮按其性质可 分为生长蜕皮和变态蜕皮两种，幼虫蜕皮后仍为幼虫的称之为生长蜕皮；幼虫蜕皮后变蛹， 蛹蜕皮后变蛾的称之为变态蜕皮。咽测体合成的保幼激素则控制蜕皮的方向【4 】。当血液中蜕皮 激素浓度达到较高值时，新的表皮细胞就会合成从而为幼虫进行蜕皮做准备。在幼虫期的 早期( 1 - 4 龄) ，咽侧体分泌保幼激素的能力很强，前胸腺分泌的蜕皮激素诱导的是生长蜕皮。 但是，剑了最后一龄的中期，咽侧体停止分泌保幼激素，在幼虫晚期高浓度的蜕皮激素作用 一卜，幼虫则进行转变成蛹的变态蜕皮，这就是所谓的调控昆虫蜕皮与变态的中心法则。尽管 中心法则之模式简单扼要地描述了昆虫蜕皮与变态的内分泌控制机制，但是事实上昆虫生长 与发育的激素调控远比我们想像的要来得复杂。通过对昆虫激素的深入研究，我们可将昆虫 的蜕皮与变态的激素调控机制简要地描述如下： 图1 1 三种激素对生长发育的调控 f i g i l 坨1 1 n 啪ek i n d so f h o m 伽e st og r o w m r e g l l l a t i o n 3 两南大学硕十学何论文 l 。2 2 保幼激素的合成代谢 j h 的合成受脑释放的促咽侧体素( a l l a t o s t a t i n ，a t ) 和抑咽侧体素( a l l 砷o t r c p i n ，a s ) 调控【l 引， 咽侧体合成的j h 被分泌到血淋巴，立即与血淋巴中的j h 载体蛋白( h e m o l y n l p hj hb i l l d i l l g p r o t e i n 1 l j h b p ) 结合，随血液循环而输送到靶细胞。在生物体内合成j h ，可用葡萄糖、乙酯 类或者蛋氨酸作为保幼激素骨架的前体。保幼激素是通过甲羟戊酸途径合成的一类倍半萜化 合物，以昆虫中普遍存在的保幼激素i ( j h i ) 为例，其合成途径可以概括为5 大步骤：乙 酰辅酶a ( a c e t y l c o a 卜+ 甲羟戊酸一异戊烯醇焦磷酸( i s o p e n t e n y lp y r 叩h o s p h a t e ，i p p ) 一法尼 焦磷酸( 蠡m l e s y lp y r o p h o s p h a t e ，f p p ) _ 法尼酸( 鼬n e s o i c 孔i d ，f a ) 一j h i 引。j h 的合成 途径与胆固醇及其衍生物( 崩醇类物质) 的合成途径在法尼焦磷酸合成之前的所有步骤都完全 一样l l6 1 。昆虫因缺乏鲨烯合成酶和羊毛脂固醇合成酶，法尼焦磷酸合成之后，不能合成州醇 类物质n ，而沿着一条独特的途径合成一类倍半萜化合物，即m i n 引。 tl 2 上 3l 甲羟蹴骏i 州 4 l 甲羟j 梵敞鳞黢f m v a p 5 上 丙醚酸 + 3 旗醺甘油醮 j l l7 1 脱孙啦本麓5 壤骏l d 毒冀 2 茁一啭翰队彩辫惦醇4 磷酸t m e 一 上9 二臻髀驭瞥两b 2 e 甲蓐席蕊镛黪 l i o 南磷绞耱瞥留b 2 矗甲篓券薜i 簟嚣- 2 - 鳞魏 l t t 2 o 取麦k d ，螽蘩耱蛴，2 厶繇瓷：镜骏 图1 2j h i 的生物合成途径1 5 1 f i g i 】鹏1 2b i o s y n t h e s i sp a t h w a yo f j u v e n i l eh o 咖o n ei i i j h 的分解代谢受保幼激素酯酶( j u v e l l i l eh o 册o n ee s t e m s e ，j h e ) 、j h 环氧化物水解酶 ( j u v e n i l eh o 册伽ee p o x i d eh y d r o l a s e ，j h e h ) 和保幼激素二醇激酶( ：i u v e n i l eh 伽m 伽ed i o lk 证舔e ， 4 第章文献综述 j h d k ) 等催化完成5 。体内，保幼激素在酯酶作用卜形成保幼激素酸，或经环氧化物水解 酶的作埘变成保幼激素二醇，经