蠶學外文學術論文摘要選譯

1.KANG X L，WANG Y P，LIANG W J，et al.Bombyx morinucleopolyhedrovirus downregulates transcription factorBmFoxOto elevate virus infection.Dev Comp Immunol.DOI：10.1016/j.dci.2020.103904（2021）.

［題 目］家蠶核型多角體病毒下調(diào)轉錄因子BmFoxO促進病毒感染

［摘 要］Forkhead-box O（FoxO）是胰島素樣信號通路的主要轉錄效應物，通過轉錄激活磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEPCK）和葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase）來促進哺乳動物的糖異生。目前已證實家蠶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶-2（BmPEPCK-2）參與了抑制家蠶核型多角體病毒（BmNPV）增殖的抗病毒免疫，因此推測BmFoxO 可能通過調(diào)節(jié)家蠶中PEPCK的表達來抑制BmNPV。本研究中，西南大學的康曉麗等人發(fā)現(xiàn)家蠶感染BmNPV 后，BmFoxO的表達降低，與BmPEPCK-2 表達變化一致。此外，當BmFoxO的表達發(fā)生改變，BmFoxO 的表達降低（RNAi）下調(diào)了BmPEPCK-2 的表達，并使得家蠶胚胎細胞的病毒熒光和病毒含量顯著增加。反之亦然，BmFoxO可通過與BmPEPCK-2啟動子結合上調(diào)BmPEPCK-2 的表達。此外，BmFoxO過表達顯著增加了BmNPV感染后胚胎細胞自噬基因ATG6/7/8的表達，與BmPEPCK-2一致。這些結果表明，BmNPV通過下調(diào)轉錄因子BmFoxO提高病毒侵染率，BmFoxO過表達上調(diào)BmPEPCK-2 的表達，增強家蠶對病毒的抵抗力。

2.ZOU Y L，YE A J，LIU S，et al.Expansion of targetable sites for the ribonucleoprotein-based CRISPR/Cas9 system in the silkwormBombyx mori.BMC Biotechnol.DOI：10.1186/s12896-021-00714-6（2021）.

［題 目］家蠶中基于核糖核蛋白的CRISPR/Cas9系統(tǒng)靶向位點的擴展

［摘 要］隨著CRISPR/Cas9 技術的出現(xiàn)，家蠶也可以進行多基因編輯。雖然雙元轉基因系統(tǒng)已被廣泛用以產(chǎn)生突變，但通過無DNA 核糖核蛋白傳遞CRISPR/Cas9 系統(tǒng)有諸多優(yōu)點。然而，T7 啟動子在基于核糖核蛋白的sgRNA 體外轉錄時，需要一個5′GG基序才能有效啟動，這顯著限制了家蠶基因組中靶向位點的數(shù)量。在本研究中，西南大學的鄒云龍等人使用T7 啟動子時在常規(guī)20 個核苷酸sgRNA靶向序列的5′端添加兩個多余的G殘基。他們想探究即使基因組靶位點不包含相應的GG殘基，具有這種結構的sgRNA是否也可以產(chǎn)生突變。試驗結果與預期一致，5′GG錯配抑制了sgRNA的誘變活性，而且單個5′G錯配的影響相對較小。然而，針對2個基因的6個sgRNA的測試表明，5′GG錯配不會消除體內(nèi)的突變，而且效率仍保持可用水平。一條帶有5′GG 錯配的sgRNA 的誘變效率要高于針對同一基因的另一靶點處5′端具有與之相匹配GG殘基的常規(guī)sgRNA。5′GG 錯配的sgRNA 產(chǎn)生的突變也是可遺傳的，作者成功獲得了表型可檢測的突變體。

3.ZHU Z L，TAN Y T，XIAO S Y，et al.Solitary living brings a decreased weight and an increased agility to the domestic silkworm，Bombyx mori.Insects.DOI：10.3390/insects12090809（2021）.

［題 目］獨居使家蠶體重減輕和靈活性提高

［摘 要］家蠶總是群居生活，人們對家蠶獨居生活的情況知之甚少。在本研究中，重慶大學的張澤等人飼養(yǎng)了獨居蠶，并對獨居蠶和群居蠶的差異進行了全面的調(diào)查。結果表明，獨居蠶的體重明顯低于群居蠶。大量的行為試驗表明，與群居蠶相比，獨居蠶在食物誘惑或熱應激下的行動更迅速，根據(jù)這些發(fā)現(xiàn)推斷獨居生活能提高家蠶敏捷性。為了探究家蠶獨居生活相關的分子機制，作者提取了5齡3 d 獨居蠶和群居蠶的腦、中腸和皮膚等組織，進行了mRNA 和microRNA 測序。作者在獨居蠶和群居蠶中鑒定出165 個差異表達基因和6 個差異表達的microRNA。功能和通路分析表明，這些差異表達基因與獨居蠶體重減輕和敏捷性增加有關。這些發(fā)現(xiàn)顯示了表型和基因之間的聯(lián)系，并刷新了人們對獨居生活和孤獨的理解。

4.LIU Y，YANG C，SUN L，et al.In-depth transcriptome unveils the cadmium toxicology and a novel metallothionein in silkworm.Chemosphere.DOI：10.1016/j.chemosphere.2020.1285229（2021）.

［題 目］深度轉錄組揭示了家蠶重金屬鎘中毒的毒理以及發(fā)現(xiàn)了一個新型金屬硫蛋白

［摘 要］重金屬污染已逐漸成為全球性的重大問題。它之所以能夠產(chǎn)生大范圍的影響，部分原因是由于土壤會吸收重金屬，并通過生態(tài)循環(huán)的方式影響到幾乎所有的物種。家蠶（Bombyx mori）通過土壤→桑樹→家蠶系統(tǒng)而受到重金屬的毒害，抑制其幼蟲的生長發(fā)育，從而導致蠶絲產(chǎn)量下降。在本研究中，作者對重金屬鎘暴露處理的家蠶幼蟲的中腸進行了轉錄組測序，以探討重金屬的毒理機制，他們發(fā)現(xiàn)了以下3 個可能參與鎘滲透的潛在途徑：內(nèi)吞作用、氧化磷酸化和MAPK 介導的信號通路。另外，作者在家蠶中鑒定了一種新型金屬硫蛋白（metallothionein，BmMT），將該蛋白的重組質粒分別導入家蠶BmE 細胞系和大腸桿菌中，結果發(fā)現(xiàn)BmMT可以抑制鎘脅迫，提高了家蠶和大腸桿菌對重金屬的耐受性。此外，作者還培育了一個金屬硫蛋白高表達的轉基因家蠶品系，結果表明金屬硫蛋白能顯著提高鎘暴露處理下家蠶幼蟲的存活率。本研究利用RNA 測序揭示了鎘對家蠶的毒理機制，鑒定并驗證了BmMT的功能，提供了一個潛在的對重金屬耐受力強的家蠶新品種。

5.LI H，ZHANG X，ZHENG H，et al.Identification and location of sericin in silkworm with anti-sericin antibodies.International Journal of Biological Macromolecules.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2021.06.044（2021）.

［題 目］通過絲膠蛋白抗體鑒定和定位家蠶中的絲膠

［摘 要］絲膠作為蠶繭絲的主要成分，包圍和保護著絲素蛋白。絲膠是一種天然大分子蛋白復合體，由Ser1、Ser2和Ser3基因編碼。目前，尚無可在蛋白質水平上利用絲膠的抗體對絲膠蛋白進行鑒定和定位，這阻礙了對絲膠蛋白分泌機制和材料應用的研究。因此，研制有效的絲膠抗體迫在眉睫。為了解決這個問題，西南大學家蠶基因組生物學國家重點實驗室的李豪等首次利用合成的肽制備了針對Ser1、Ser2 和Ser3 蛋白的多克隆抗體。用斑點印跡雜交、免疫印跡法和質譜法對中部絲腺的雜交帶進行鑒定，驗證了抗體的特異性。絲膠蛋白抗體的免疫印跡結果表明，絲膠在不同家蠶品系的中部絲腺的不同位置中具有不同的分子量。免疫組織化學染色結果顯示，5齡7 d的872品系家蠶中部絲腺的前部中存在不同程度的絲膠分布。此外，制備的抗體不僅可以檢測到完整的絲膠分子，還可以檢測到用5種不同溶劑溶解的降解絲膠。綜上所述，本研究為蠶絲蛋白合成和分泌研究制備了有效的絲膠抗體，為含蠶絲膠生物制品的檢測提供了一種可能的分子檢測方法。

6.TAKASHI K C，SUSUMU K T M.Functional Characterization of Silkworm PIWI Proteins by Embryonic RNAi.Methods in Molecular Biology.DOI：10.1007/978-1-0716-1633-8_3（2021）.

［題 目］利用胚胎RNAi鑒定家蠶PIWI蛋白的功能

［摘 要］昆蟲目和種間性別決定系統(tǒng)的分子機制是多種多樣的。因此，與性別決定有關的基因是害蟲防治的有力候選基因。鱗翅目昆蟲是主要的農(nóng)業(yè)害蟲，對各種農(nóng)作物造成廣泛的經(jīng)濟損失，但它們的性別決定系統(tǒng)尚未完全闡明，甚至在鱗翅目昆蟲模型家蠶中也是如此。2014 年，日本東京大學的TAKASHI 等人發(fā)現(xiàn)了一種雌性特異性的從W 染色體上衍生出的piwi相互作用RNA（piRNA）決定蠶的雌性性別。Siwi和BmAgo3是家蠶piRNA生物發(fā)生途徑中的兩個核心基因，為了分析它們在性別決定系統(tǒng)中的功能，他們開發(fā)了一種注射siRNA 后單個胚胎的基因組DNA 和總RNA 提取方法。注射后siRNA 的胚胎可以通過W 染色體特異性DNA 分子標記進行性別確定。將已進行性別區(qū)分的胚胎的RNA 反轉錄為cDNA，并以其為材料來評估敲低PIWI 蛋白的編碼基因后，家蠶性別發(fā)育相關基因BmDSX的表達變化。

7.FANG C Y，YE Z F，GAI T T，et al.DIA-based proteome reveals the involvement of cuticular proteins and lipids in the wing structure construction in the silkworm.J Proteomics.DOI：10.1016/j.jprot.2021.104155（2021）.

［題 目］基于DIA的蛋白質組揭示了表皮蛋白質和脂質在家蠶翅膀結構構建中的作用

［摘 要］家蠶的翅原基在變態(tài)過程中經(jīng)過顯著的形態(tài)和結構變化轉化為翅膀。與翅膀相關的基因突變導致成蟲翅膀形狀改變或翅膀顏色異常。目前，家蠶中已記錄到20多個翅相關突變體。然而，影響家蠶翅膀發(fā)育的關鍵因素尚不清楚。在本研究中，西南大學家蠶基因組生物學國家重點實驗室的方春燕等人分別使用正常翅（+Wes/+Wes）和皺縮翅（Wes/+Wes）表型的典型品系，通過無標簽數(shù)據(jù)獨立采集（DIA）鑒定差異表達蛋白。根據(jù)鑒定到的翅膀中3 993 個蛋白質，確定了10 個GO 功能富集和9 個KEGG途徑。在鑒定和定量的蛋白質中，檢測到370種差異表達蛋白（DEPs）（P值＜0.01，|log2FC|＞0.58）。將DEPs 映射到KEGG 中的參考標準通路顯示，前20%的通路與脂肪酸、角質、皮下質和蠟生物合成、內(nèi)質網(wǎng)中的蛋白質加工、蛋白質輸出等有關。Wes/+Wes與+Wes/+Wes相比，在370 個DEP 中，有238 個下調(diào)，132個上調(diào)。與+Wes/+Wes相比，Wes/+Wes中的許多表皮蛋白表達下調(diào)，脂肪代謝酶表達上調(diào)。蛋白質組的比較分析表明，角質層蛋白質和脂肪代謝酶是Wes/+Wes品系蛹翅中的主要異常表達蛋白質，導致蛾類轉化后翅膀卷曲和收縮。他們的結果還從蛋白質的角度確定了影響家蠶翅膀發(fā)育的物質。這項研究的信息對于進一步研究鱗翅目昆蟲翅膀發(fā)育的分子機制非常重要，這些差異表達的基因可能是鱗翅目害蟲防治的目標。

8.DAUBNEROVáI，ROLLER L，SATAKE H，et al.Identification and function of ETH receptor networks in the silkwormBombyx mori.Sci Rep.DOI：10.1038/s41598-021-91022-8（2021）.

［題 目］家蠶ETH受體網(wǎng)絡的鑒定與功能

［摘 要］昆蟲內(nèi)分泌Inka 細胞釋放的激素（ETH）作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）中的特定神經(jīng)元，激活蛻皮過程。這些主要靶神經(jīng)元表達不同的ETH受體剪接變體（ETHR-A或ETHR-B）。在本研究中，來自斯洛伐克科學院動物研究所的伊萬娜·多布內(nèi)羅娃等人在體外鑒定了家蠶的兩種ETHR亞型，并繪制了它們在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周器官中表達的時空分布圖。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，檢測到每個亞型的非重疊表達模式，在變態(tài)過程中表現(xiàn)出顯著的變化。大多數(shù)ETHR-A和少數(shù)ETHR-B神經(jīng)元產(chǎn)生多種神經(jīng)肽，這些神經(jīng)肽是蛻皮過程中不同階段開始或終止的下游信號。他們還描述了不同神經(jīng)肽在這些過程中的新作用。經(jīng)過仔細分析外周器官發(fā)現(xiàn)，家蠶在每次蛻皮之前，額葉神經(jīng)節(jié)（FG）、咽側體（CA）、外圍組織和馬氏管的特定細胞中有ETHRs表達。這些數(shù)據(jù)表明，PETH 和ETH 是多功能激素，通過ETHR-A 和ETHR-B 發(fā)揮作用，在整個發(fā)育過程中控制各種功能如中樞神經(jīng)系統(tǒng)和額葉神經(jīng)節(jié)中的蛻皮次序及其相關行為以及外圍組織和馬氏管中的可能性活動。

9.TANG L M，YANG D H，WANG Y H，et al.5′-Nucleotidase plays a key role in uric acid metabolism ofBombyx mori.Cells.DOI：10.3390/cells10092243（2021）.

［題 目］5′-核苷酸酶在家蠶尿酸代謝中起關鍵作用

［摘 要］尿酸是人類嘌呤代謝途徑的終產(chǎn)物，在家蠶組織中積累的尿酸作為含氮廢物排出體外。在此研究中，中國科學院昆蟲進化與發(fā)育生物學重點實驗室的黃永平課題組首次證實家蠶中有與人類同源的編碼參與尿酸代謝的5′-核苷酸酶基因，并且在家蠶尿酸代謝中起關鍵作用。Bm5′-N基因位于參與尿酸代謝途徑基因的上游，作者發(fā)現(xiàn)通過CRISPR/Cas9系統(tǒng)敲除該基因后，會導致家蠶尿酸水平降低并且在表皮處出現(xiàn)半透明的皮膚表型。在隨后的試驗中，他們給敲除5′-N的突變體喂食尿酸前體肌苷，發(fā)現(xiàn)表皮中尿酸含量顯著升高。另外他們通過轉錄組學和代謝組學分析發(fā)現(xiàn)5′-N基因的缺失會影響嘌呤代謝途徑和ABC尿酸轉運途徑。綜上所述，作者提出尿酸通路在家蠶和人類之間是保守的，并且5′-N基因在家蠶的尿酸代謝中起關鍵作用。他們的研究可能使家蠶成為研究人類尿酸代謝相關疾病的合適模型。

10.FANG S M，ZHANG Q，ZHANG Y L，et al.Heat shock protein 70 family in response to multiple abiotic stresses in the silkworm.Insects DOI：10.3390/insects12100928（2021）.

［題 目］家蠶熱激蛋白70家族對多種非生物脅迫的響應

［摘 要］70 kDa熱激蛋白在保護生物免受環(huán)境脅迫方面發(fā)揮著重要作用。它們被分為應激誘導型（HSP70s）和熱激同源型（HSC70s）。在本研究中，重慶大學余泉友等人在家蠶全基因組中鑒定了熱激蛋白70 家族。根據(jù)已知的命名法則和系統(tǒng)發(fā)育分析，對4個HSP70和5個HSC70進行了分類。相對應激誘導型基因而言，熱激同源型基因更保守，在家蠶幼蟲的各種組織中都有組成性表達。在熱（37 ℃、42 ℃）和冷（2 ℃）脅迫下，HSP70-1、HSP70-2 和HSP70-3表達量上調(diào)，最高誘導次數(shù)分別為4 147.3次、607.1 次和1 987.3 次。有趣的是，在熱應激下，HSC70-1、HSC70-4 和HSC70-5 在脂肪體或中腸中也表現(xiàn)出輕微的誘導表達。此外，HSP70-1 基因在敵敵畏和辛硫磷殺蟲劑的誘導下表達，而大部分HSC70基因被抑制。他們的結果表明，與HSC70s相比，HSP70s在應對各種脅迫中發(fā)揮更重要的作用。

11.GUO J J，WANG X L，WANG W R，et al.Protective effects of pretreatment with Fe2+，Cu2+，and Rb+on phoxim poisoning in silkworm，Bombyx mori.Journal of Trace Elements in Medicine and Biology.DOI：10.1016/j.jtemb.2021.126844（2021）.

［題 目］Fe2+、Cu2+、Rb+預處理對家蠶辛硫磷中毒的防護作用

［摘 要］辛硫磷是一種廣泛應用于農(nóng)業(yè)的有機磷農(nóng)藥，近年來它的毒性受到越來越多學者的關注。目前尚沒有適當?shù)姆椒ń鉀Q家蠶辛硫磷中毒問題，這嚴重影響了蠶業(yè)的發(fā)展。江蘇科技大學的武國華等人將新鮮桑葉浸泡在2.5 mg/L 辛硫磷中2 min，再用50 mg/L FeCl2、150 mg/L CuCl2和0.5 mg/L RbCl涂抹在新鮮桑葉上，晾干后連續(xù)喂食5齡家蠶5 d，觀察Fe2+、Cu2+、Rb+對家蠶辛硫磷中毒的影響。結果顯示，預處理可明顯抑制辛硫磷所致家蠶存活率下降的情況，減輕辛硫磷所致的家蠶中毒癥狀。作者提出Fe2+、Cu2+、Rb+對家蠶辛硫磷中毒的防護作用可能是由于它們增強了家蠶血淋巴和脂肪體的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和羧酸酯酶（CarE）的活性，這種增強降低了辛硫磷中毒引起的活性氧（ROS）積累和氧化應激（OS），進而減少了辛硫磷對家蠶組織和細胞的損傷。結合上述結果，作者提出Fe2+、Cu2+、Rb+處理可直接提高家蠶的SOD、CAT和CarE酶活性，降低氧化應激，而不依賴于CYP基因的高表達。作者的研究為解決家蠶辛硫磷中毒的問題提供了潛在有效的途徑。