家蚕微孢子虫ricin基因家族的进化及功能研究

家蚕微孢子虫是一种专性细胞内寄生的单细胞真核生物，作为家蚕微粒子病的病原，是蚕业上惟一法定检疫对象。为攻克微粒子病的防控难题，本研究小组对家蚕微孢子虫进行了全基因组测序。在家蚕微孢子虫及其它微孢子虫基因组中，我们鉴定了一个包含有大量成员的蓖麻毒素(ricin)基因家族，结构域预测发现这个家族含有ricin-B-lectin结构域。研究表明，在某些顶复动物亚门的寄生虫中，含有rici-B-lectin结构域的蛋白在侵染中发挥重要作用。为了深入研究家蚕微孢子虫的侵染和寄生机理，本项目基于家蚕微孢子虫-家蚕这一寄主-宿主对研究平台，拟对家蚕微孢子虫ricin基因家族的表达谱、亚细胞定位、功能、靶蛋白及其进化进行研究，以期阐明ricin在家蚕微孢子虫侵染和寄生过程中的作用及其在微孢子虫中的进化，丰富寄生虫-宿主相互作用关系理论，并为微孢子虫的防控研究提供更加充实的理论基础。

蓖麻毒素B链-凝集素（Ricin B-lectin，RBL）是广泛存在于各种微孢子虫（Microsporidia）中的一类凝集素蛋白，对微孢子虫的侵染增殖可能具有重要作用。本项目预期完成微孢子虫RBL的序列特征和进化分析、家蚕微孢子虫（Nosemabombycis）RBL（NbRBL）的表达特征分析、以及至少3个NbRBL的功能和靶蛋白分析。目前项目已完成前两项研究和第三项中NbRBL的功能分析，已完成2个NbRBL的靶蛋白分析，尚有1个NbRBL的靶蛋白正在筛选过程中，因此本项目总体上完成了预期研究内容。研究发现不同微孢子虫RBL均为多拷贝，尤其在家蚕微孢子虫中多达21个拷贝和多个串联重复，但拷贝间的序列差异较大，从而可分为3个RBL家族，表明微孢子虫RBL可能存在功能上的分化；大部分NbRBL在感染1~10的孢子中均有表达，表明NbRBL具有重要的功能；亚细胞定位实验表明，NBO_1214g0002为孢子膜蛋白，NBO_6g0045为外泌蛋白，可被分泌到家蚕细胞膜上，NBO_6g0047为外泌蛋白，可被分泌至家蚕细胞中；互作靶蛋白分析表明，NBO_6g0047的互作靶蛋白为家蚕的泛素蛋白，NBO_508g0001的互作靶蛋白为家蚕的泛素受体蛋白RAD23，表明NbRBL可能参与调控家蚕某些蛋白质的降解，从而介导调控家蚕的蛋白质代谢。本项目研究结果为解析微孢子虫的侵染及其与宿主互作机制和进一步研究NbRBL的作用提供了重要数据，并为其它微孢子虫的研究提供了参考。项目预期发表文章3篇，其中SCI文章2篇，培养博士1名，硕士2名。目前项目实际发表文章6篇，其中SCI文章3篇，尚有3篇文章正在撰写，已培养博士1名，硕士3名，尚有1名博士生和2名硕士生即将毕业。因此，本项目已完成预期成果指标。