家蚕性连锁平衡致死系的胚胎蛋白质组学研究

雄蚕与雌蚕相比，具有强健好养、出丝率高、茧丝质优等特点，"农村专养雄蚕"可提高蚕丝业综合效益25%以上。我们利用家蚕性连锁平衡致死系l1、l2基因和自主研发的2项国家发明专利技术，成功育成了3对雄蚕品种通过审定，在生产上推广应用，并证实了l1、l2是作用于胚胎转青期和反转期的隐性致死基因，精确定位了l1、l2在Z染色体上的位置。但是，相关功能基因还未克隆，功能基因表达、调控使胚胎在特定时期准确致死的机理尚不清楚。.本项目拟用蛋白质组学和生物信息学技术，对性连锁平衡致死系的胚胎蛋白质组变化作一全景式分析，通过蛋白组份的比较、差异表达蛋白的质谱鉴定和生物学功能分析，寻找与致死作用相关的关键调控蛋白，阐明l1、l2基因造成胚胎致死的原因。项目的顺利实施，为系统阐明性连锁平衡致死基因l1、l2作用的分子机制，推进家蚕性别控制分子育种进程提供理论依据和有用信息。

与雌蚕相比，雄蚕具有强健好养、出丝率高、茧丝质优等特点，“农村专养雄蚕”可提高蚕丝业综合效益 25%以上。利用家蚕性连锁平衡致死系育成了系列雄蚕品种通过审定并在生产上推广应用，并证明l1、l2是作用于胚胎转青期和反转期的隐性致死基因。但是，与致死基因l1、l2相关的功能基因表达、调控使胚胎在特定时期准确致死的分子机理尚不清楚。针对这一问题，本项目开展了家蚕性连锁平衡致死系的胚胎蛋白质组学研究。利用双向电泳技术，构建了雌、雄胚胎不同发育时期的蛋白质组图谱，并筛选出与l1、l2基因表达相关的差异蛋白点并进行质谱鉴定和生物信息学分析。结果发现在l2基因的作用下热激蛋白HSP20.4表达上调，表明致死胚胎中可能存在异常蛋白或膜损伤；而根据基因功能注释以及生物学代谢通路分析，另外10个下调蛋白主要参与细胞增殖和形态发生过程，据此可知，l2基因的表达可能通过干扰胚胎发育过程中的有丝分裂和形态发生而产生致死作用。在l1基因的作用下，雄性胚胎体内表皮蛋白和卵黄蛋白原前体含量升高，与蛋白降解、合成相关的蛋白表达量下降，造成胚胎发育营养供应不足、异常蛋白残留、新蛋白合成不足，最终导致胚胎无法正常孵化。