家蚕1型乙酰胆碱酯酶基因(ace1)的结构及其功能分析-structure and function analysis of silkworm acetylcholinesterase type 1 gene ( ace 1 ).docx

家蚕 1 型乙酰胆碱酯酶基因(ace1)的结构及其功能研究中文摘要从氧化代谢、核酸及氨基酸代谢等方面分析辛硫磷添毒对家蚕脑组织的影响。采用 DGE 方法对 对照组（CK）、添毒组（OP）两个文库进行测序，分别产生 3 588 285，3 379 576 个 clean tag。Clean tag 种类分别为 67 679，59 278 个。与基因组比对后，比对上的 tag 种类分别为 12 173 和 10 116，分别占总 clean tag 种类的 17.99 %和 17.07 %。 筛选家蚕添毒后脑组织中差异表达基因共315 个，其中上调基因 74 个，下调基因 241 个。其中 ace1 的表达呈下调趋势，与我们的定量检 测结果一致。线粒体相关氧化磷酸化基因上调表达，DNA 损伤修复、碱基合成及代谢相关基因 下调表达。透射电镜结果表明，辛硫磷诱导后细胞出现线粒体肿胀，呈空泡状、染色质结块等细 胞凋亡症状，证明了辛硫磷中毒对线粒体产生损伤，对核内染色体也产生影响。为我们进一步研 究家蚕及其他鳞翅目昆虫代谢及有机磷杀虫剂的分子机制打下基础。7 辛硫磷诱导后 AChE 调控相关基因的转录特征为了研究家蚕 ace1 在辛硫磷农药诱导后表达的调控作用，我们测定了辛硫磷农药诱导后 AChE 调控相关的 5 个基因（cJun-N-terminal kinase、activating transcription factor 2、calpain、 calcineurinA 和 calcineurinB）在家蚕脑组织中的转录水平。结果表明，cJun-N-terminal kinase、 activating transcription factor 2 在辛硫磷农药诱导不同时间后，表达量都随着时间的推移呈上升状 态，48 h 时 cJun-N-terminal kinase 增加最为明显。atf2 表达量在 72 h 时增加倍数最多。calpain、 calcineurinA 和 calcineurinB 三个基因呈先上升后下降的趋势。证明家蚕在农药诱导后，AChE 调 控相关的基因表达与 AChE 的表达存在时空差异，具有 24 h 的时间差，但是具体机制还有待深入 研究。本研究首次从基因转录水平和蛋白表达水平证明辛硫磷诱导后家蚕 ace1 承担重要的角色， 借鉴鳞翅目抗药性害虫 AChE 的突变位点，对家蚕的 ace1 进行了定点突变，发现突变后对专一 性抑制剂的敏感性下降，为转基因培育抗药性家蚕新品种提供了重要的育种素材。同时，对辛硫 磷诱导后家蚕脑组织的基因表达谱进行了研究，分析了农药代谢相关基因的转录特征，并对 ace1 转录调控相关基因的转录特征进行了分析，为研究家蚕 ace1 的表达调控机制打下了基础。关键词 家蚕；辛硫磷；乙酰胆碱酯酶；基因突变作者：王举梅 指导老师：沈卫德Study on structure and function of acetylcholinesterase type 1 gene (ace1) from silkworm (Bombyx mori)AbstractAcetylcholinesterase (AChE, EC 3.1.1.7) is a kind of serine hydrolytic enzyme, located at the junction place of neurons and neuromuscular. Acetylcholinesterase can maintain the normal transmission of neural impulses in synaptic clefts through catalyzing the hydrolysis of neurotransmitter acetylcholine. AChE is a target enzyme for organophosphorus and carbamate pesticides. These pesticides can bind to AChE and reduce its activity, leading to massive accumulation of postsynaptic membrane acetylcholine, continuous stimulation, biological convulsion, and insect death. Meanwhile, AChE is related to cell apoptosis.To study the relationship between structure and function of