蚕学外文学术论文摘要选译

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）.

［题 目］家蚕核型多角体病毒下调转录因子BmFoxO促进病毒感染

［摘 要］Forkhead-box O（FoxO）是胰岛素样信号通路的主要转录效应物，通过转录激活磷酸烯醇丙酮酸羧激酶（PEPCK）和葡萄糖-6-磷酸酶（G6Pase）来促进哺乳动物的糖异生。目前已证实家蚕磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶-2（BmPEPCK-2）参与了抑制家蚕核型多角体病毒（BmNPV）增殖的抗病毒免疫，因此推测BmFoxO 可能通过调节家蚕中PEPCK的表达来抑制BmNPV。本研究中，西南大学的康晓丽等人发现家蚕感染BmNPV 后，BmFoxO的表达降低，与BmPEPCK-2 表达变化一致。此外，当BmFoxO的表达发生改变，BmFoxO 的表达降低（RNAi）下调了BmPEPCK-2 的表达，并使得家蚕胚胎细胞的病毒荧光和病毒含量显著增加。反之亦然，BmFoxO可通过与BmPEPCK-2启动子结合上调BmPEPCK-2 的表达。此外，BmFoxO过表达显著增加了BmNPV感染后胚胎细胞自噬基因ATG6/7/8的表达，与BmPEPCK-2一致。这些结果表明，BmNPV通过下调转录因子BmFoxO提高病毒侵染率，BmFoxO过表达上调BmPEPCK-2 的表达，增强家蚕对病毒的抵抗力。

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）.

［题 目］家蚕中基于核糖核蛋白的CRISPR/Cas9系统靶向位点的扩展

［摘 要］随着CRISPR/Cas9 技术的出现，家蚕也可以进行多基因编辑。虽然双元转基因系统已被广泛用以产生突变，但通过无DNA 核糖核蛋白传递CRISPR/Cas9 系统有诸多优点。然而，T7 启动子在基于核糖核蛋白的sgRNA 体外转录时，需要一个5′GG基序才能有效启动，这显著限制了家蚕基因组中靶向位点的数量。在本研究中，西南大学的邹云龙等人使用T7 启动子时在常规20 个核苷酸sgRNA靶向序列的5′端添加两个多余的G残基。他们想探究即使基因组靶位点不包含相应的GG残基，具有这种结构的sgRNA是否也可以产生突变。试验结果与预期一致，5′GG错配抑制了sgRNA的诱变活性，而且单个5′G错配的影响相对较小。然而，针对2个基因的6个sgRNA的测试表明，5′GG错配不会消除体内的突变，而且效率仍保持可用水平。一条带有5′GG 错配的sgRNA 的诱变效率要高于针对同一基因的另一靶点处5′端具有与之相匹配GG残基的常规sgRNA。5′GG 错配的sgRNA 产生的突变也是可遗传的，作者成功获得了表型可检测的突变体。

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）.

［题 目］独居使家蚕体重减轻和灵活性提高

［摘 要］家蚕总是群居生活，人们对家蚕独居生活的情况知之甚少。在本研究中，重庆大学的张泽等人饲养了独居蚕，并对独居蚕和群居蚕的差异进行了全面的调查。结果表明，独居蚕的体重明显低于群居蚕。大量的行为试验表明，与群居蚕相比，独居蚕在食物诱惑或热应激下的行动更迅速，根据这些发现推断独居生活能提高家蚕敏捷性。为了探究家蚕独居生活相关的分子机制，作者提取了5龄3 d 独居蚕和群居蚕的脑、中肠和皮肤等组织，进行了mRNA 和microRNA 测序。作者在独居蚕和群居蚕中鉴定出165 个差异表达基因和6 个差异表达的microRNA。功能和通路分析表明，这些差异表达基因与独居蚕体重减轻和敏捷性增加有关。这些发现显示了表型和基因之间的联系，并刷新了人们对独居生活和孤独的理解。

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）.

［题 目］深度转录组揭示了家蚕重金属镉中毒的毒理以及发现了一个新型金属硫蛋白

［摘 要］重金属污染已逐渐成为全球性的重大问题。它之所以能够产生大范围的影响，部分原因是由于土壤会吸收重金属，并通过生态循环的方式影响到几乎所有的物种。家蚕（Bombyx mori）通过土壤→桑树→家蚕系统而受到重金属的毒害，抑制其幼虫的生长发育，从而导致蚕丝产量下降。在本研究中，作者对重金属镉暴露处理的家蚕幼虫的中肠进行了转录组测序，以探讨重金属的毒理机制，他们发现了以下3 个可能参与镉渗透的潜在途径：内吞作用、氧化磷酸化和MAPK 介导的信号通路。另外，作者在家蚕中鉴定了一种新型金属硫蛋白（metallothionein，BmMT），将该蛋白的重组质粒分别导入家蚕BmE 细胞系和大肠杆菌中，结果发现BmMT可以抑制镉胁迫，提高了家蚕和大肠杆菌对重金属的耐受性。此外，作者还培育了一个金属硫蛋白高表达的转基因家蚕品系，结果表明金属硫蛋白能显著提高镉暴露处理下家蚕幼虫的存活率。本研究利用RNA 测序揭示了镉对家蚕的毒理机制，鉴定并验证了BmMT的功能，提供了一个潜在的对重金属耐受力强的家蚕新品种。

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）.

［题 目］通过丝胶蛋白抗体鉴定和定位家蚕中的丝胶

［摘 要］丝胶作为蚕茧丝的主要成分，包围和保护着丝素蛋白。丝胶是一种天然大分子蛋白复合体，由Ser1、Ser2和Ser3基因编码。目前，尚无可在蛋白质水平上利用丝胶的抗体对丝胶蛋白进行鉴定和定位，这阻碍了对丝胶蛋白分泌机制和材料应用的研究。因此，研制有效的丝胶抗体迫在眉睫。为了解决这个问题，西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室的李豪等首次利用合成的肽制备了针对Ser1、Ser2 和Ser3 蛋白的多克隆抗体。用斑点印迹杂交、免疫印迹法和质谱法对中部丝腺的杂交带进行鉴定，验证了抗体的特异性。丝胶蛋白抗体的免疫印迹结果表明，丝胶在不同家蚕品系的中部丝腺的不同位置中具有不同的分子量。免疫组织化学染色结果显示，5龄7 d的872品系家蚕中部丝腺的前部中存在不同程度的丝胶分布。此外，制备的抗体不仅可以检测到完整的丝胶分子，还可以检测到用5种不同溶剂溶解的降解丝胶。综上所述，本研究为蚕丝蛋白合成和分泌研究制备了有效的丝胶抗体，为含蚕丝胶生物制品的检测提供了一种可能的分子检测方法。

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）.

［题 目］利用胚胎RNAi鉴定家蚕PIWI蛋白的功能

［摘 要］昆虫目和种间性别决定系统的分子机制是多种多样的。因此，与性别决定有关的基因是害虫防治的有力候选基因。鳞翅目昆虫是主要的农业害虫，对各种农作物造成广泛的经济损失，但它们的性别决定系统尚未完全阐明，甚至在鳞翅目昆虫模型家蚕中也是如此。2014 年，日本东京大学的TAKASHI 等人发现了一种雌性特异性的从W 染色体上衍生出的piwi相互作用RNA（piRNA）决定蚕的雌性性别。Siwi和BmAgo3是家蚕piRNA生物发生途径中的两个核心基因，为了分析它们在性别决定系统中的功能，他们开发了一种注射siRNA 后单个胚胎的基因组DNA 和总RNA 提取方法。注射后siRNA 的胚胎可以通过W 染色体特异性DNA 分子标记进行性别确定。将已进行性别区分的胚胎的RNA 反转录为cDNA，并以其为材料来评估敲低PIWI 蛋白的编码基因后，家蚕性别发育相关基因BmDSX的表达变化。

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）.

［题 目］基于DIA的蛋白质组揭示了表皮蛋白质和脂质在家蚕翅膀结构构建中的作用

［摘 要］家蚕的翅原基在变态过程中经过显著的形态和结构变化转化为翅膀。与翅膀相关的基因突变导致成虫翅膀形状改变或翅膀颜色异常。目前，家蚕中已记录到20多个翅相关突变体。然而，影响家蚕翅膀发育的关键因素尚不清楚。在本研究中，西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室的方春燕等人分别使用正常翅（+Wes/+Wes）和皱缩翅（Wes/+Wes）表型的典型品系，通过无标签数据独立采集（DIA）鉴定差异表达蛋白。根据鉴定到的翅膀中3 993 个蛋白质，确定了10 个GO 功能富集和9 个KEGG途径。在鉴定和定量的蛋白质中，检测到370种差异表达蛋白（DEPs）（P值＜0.01，|log2FC|＞0.58）。将DEPs 映射到KEGG 中的参考标准通路显示，前20%的通路与脂肪酸、角质、皮下质和蜡生物合成、内质网中的蛋白质加工、蛋白质输出等有关。Wes/+Wes与+Wes/+Wes相比，在370 个DEP 中，有238 个下调，132个上调。与+Wes/+Wes相比，Wes/+Wes中的许多表皮蛋白表达下调，脂肪代谢酶表达上调。蛋白质组的比较分析表明，角质层蛋白质和脂肪代谢酶是Wes/+Wes品系蛹翅中的主要异常表达蛋白质，导致蛾类转化后翅膀卷曲和收缩。他们的结果还从蛋白质的角度确定了影响家蚕翅膀发育的物质。这项研究的信息对于进一步研究鳞翅目昆虫翅膀发育的分子机制非常重要，这些差异表达的基因可能是鳞翅目害虫防治的目标。

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）.

［题 目］家蚕ETH受体网络的鉴定与功能

［摘 要］昆虫内分泌Inka 细胞释放的激素（ETH）作用于中枢神经系统（CNS）中的特定神经元，激活蜕皮过程。这些主要靶神经元表达不同的ETH受体剪接变体（ETHR-A或ETHR-B）。在本研究中，来自斯洛伐克科学院动物研究所的伊万娜·多布内罗娃等人在体外鉴定了家蚕的两种ETHR亚型，并绘制了它们在中枢神经系统和外周器官中表达的时空分布图。在中枢神经系统中，检测到每个亚型的非重叠表达模式，在变态过程中表现出显著的变化。大多数ETHR-A和少数ETHR-B神经元产生多种神经肽，这些神经肽是蜕皮过程中不同阶段开始或终止的下游信号。他们还描述了不同神经肽在这些过程中的新作用。经过仔细分析外周器官发现，家蚕在每次蜕皮之前，额叶神经节（FG）、咽侧体（CA）、外围组织和马氏管的特定细胞中有ETHRs表达。这些数据表明，PETH 和ETH 是多功能激素，通过ETHR-A 和ETHR-B 发挥作用，在整个发育过程中控制各种功能如中枢神经系统和额叶神经节中的蜕皮次序及其相关行为以及外围组织和马氏管中的可能性活动。

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）.

［题 目］5′-核苷酸酶在家蚕尿酸代谢中起关键作用

［摘 要］尿酸是人类嘌呤代谢途径的终产物，在家蚕组织中积累的尿酸作为含氮废物排出体外。在此研究中，中国科学院昆虫进化与发育生物学重点实验室的黄永平课题组首次证实家蚕中有与人类同源的编码参与尿酸代谢的5′-核苷酸酶基因，并且在家蚕尿酸代谢中起关键作用。Bm5′-N基因位于参与尿酸代谢途径基因的上游，作者发现通过CRISPR/Cas9系统敲除该基因后，会导致家蚕尿酸水平降低并且在表皮处出现半透明的皮肤表型。在随后的试验中，他们给敲除5′-N的突变体喂食尿酸前体肌苷，发现表皮中尿酸含量显著升高。另外他们通过转录组学和代谢组学分析发现5′-N基因的缺失会影响嘌呤代谢途径和ABC尿酸转运途径。综上所述，作者提出尿酸通路在家蚕和人类之间是保守的，并且5′-N基因在家蚕的尿酸代谢中起关键作用。他们的研究可能使家蚕成为研究人类尿酸代谢相关疾病的合适模型。

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）.

［题 目］家蚕热激蛋白70家族对多种非生物胁迫的响应

［摘 要］70 kDa热激蛋白在保护生物免受环境胁迫方面发挥着重要作用。它们被分为应激诱导型（HSP70s）和热激同源型（HSC70s）。在本研究中，重庆大学余泉友等人在家蚕全基因组中鉴定了热激蛋白70 家族。根据已知的命名法则和系统发育分析，对4个HSP70和5个HSC70进行了分类。相对应激诱导型基因而言，热激同源型基因更保守，在家蚕幼虫的各种组织中都有组成性表达。在热（37 ℃、42 ℃）和冷（2 ℃）胁迫下，HSP70-1、HSP70-2 和HSP70-3表达量上调，最高诱导次数分别为4 147.3次、607.1 次和1 987.3 次。有趣的是，在热应激下，HSC70-1、HSC70-4 和HSC70-5 在脂肪体或中肠中也表现出轻微的诱导表达。此外，HSP70-1 基因在敌敌畏和辛硫磷杀虫剂的诱导下表达，而大部分HSC70基因被抑制。他们的结果表明，与HSC70s相比，HSP70s在应对各种胁迫中发挥更重要的作用。

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）.

［题 目］Fe2+、Cu2+、Rb+预处理对家蚕辛硫磷中毒的防护作用

［摘 要］辛硫磷是一种广泛应用于农业的有机磷农药，近年来它的毒性受到越来越多学者的关注。目前尚没有适当的方法解决家蚕辛硫磷中毒问题，这严重影响了蚕业的发展。江苏科技大学的武国华等人将新鲜桑叶浸泡在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涂抹在新鲜桑叶上，晾干后连续喂食5龄家蚕5 d，观察Fe2+、Cu2+、Rb+对家蚕辛硫磷中毒的影响。结果显示，预处理可明显抑制辛硫磷所致家蚕存活率下降的情况，减轻辛硫磷所致的家蚕中毒症状。作者提出Fe2+、Cu2+、Rb+对家蚕辛硫磷中毒的防护作用可能是由于它们增强了家蚕血淋巴和脂肪体的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和羧酸酯酶（CarE）的活性，这种增强降低了辛硫磷中毒引起的活性氧（ROS）积累和氧化应激（OS），进而减少了辛硫磷对家蚕组织和细胞的损伤。结合上述结果，作者提出Fe2+、Cu2+、Rb+处理可直接提高家蚕的SOD、CAT和CarE酶活性，降低氧化应激，而不依赖于CYP基因的高表达。作者的研究为解决家蚕辛硫磷中毒的问题提供了潜在有效的途径。