雜種優(yōu)勢(shì)是存在于自然界中的一種普遍現(xiàn)象,廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物中。目前對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)的研究仍以植物為主,并且關(guān)于雜種優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生的理論機(jī)制尚不清楚。家蠶作為一種重要的經(jīng)濟(jì)昆蟲(chóng)和鱗翅目模式昆蟲(chóng),是研究雜種優(yōu)勢(shì)的理想材料。本研究以箐松、皓月及其正反交F_1代家蠶為研究材料,采用性狀調(diào)查、蛋白組和轉(zhuǎn)錄組相結(jié)合的方法,從蛋白水平和基因水平整體地研究雜交F_1代與其親本間蛋白和基因差異表達(dá)的規(guī)律,并運(yùn)用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)對(duì)顯著差異表達(dá)的蛋白及基因進(jìn)行驗(yàn)證。本研究的主要結(jié)果如下:(1)形態(tài)性狀調(diào)查結(jié)果表明:從四齡起蠶開(kāi)始,隨著家蠶的快速生長(zhǎng),雜交F_1代家蠶體重的增長(zhǎng)幅度更快,到五齡時(shí)已顯著超出其親本。雜交F_1代的全繭量、繭層量、蛹重、繭層率、死籠率、卵重和產(chǎn)卵量相較于雙親具有顯著優(yōu)勢(shì)。其中,雜交F_1代在蠶重、繭重和產(chǎn)卵量等方面呈現(xiàn)出明顯的超親優(yōu)勢(shì)。(2)采用二維電泳(2-DE)和MALDI-TOF-TOF質(zhì)譜相結(jié)合的技術(shù)分析了菁松、皓月及其正反交F_1代家蠶中腸和絲腺組織中蛋白的差異表達(dá)情況。絲腺差異蛋白的鑒定結(jié)果表明,雜交F_1代與其親本間共鑒定到32個(gè)顯著差異蛋白,包括三個(gè)與產(chǎn)絲功能緊密相關(guān)的蛋白:蠶絲蛋白輕鏈(fibroin L-chain)、絲膠繭蛋白輕鏈(Nd-sD mutant fibroin light chain)和fibrohexamerin-like(涉及絲膠合成)。GO分析結(jié)果表明,差異蛋白主要是參與催化作用、代謝、結(jié)合和細(xì)胞等過(guò)程;KEGG分析結(jié)果表明,差異蛋白主要涉及代謝過(guò)程、遺傳信息處理過(guò)程、環(huán)境信息處理過(guò)程、細(xì)胞過(guò)程和有機(jī)體系過(guò)程等通路。在中腸中共鑒定到30個(gè)顯著差異蛋白,包括細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)分子伴侶(fatty acid-binding protein 1-like isoform X1)、液泡ATP合酶(vacuolar ATP synthase subunit H)和絲氨酸蛋白抑制劑(serine protease inhibitor 2)。中腸GO分析結(jié)果與絲腺的結(jié)果相一致;KEGG分析結(jié)果表明,中腸差異蛋白主要參與代謝、遺傳信息處理、環(huán)境信息處理、細(xì)胞過(guò)程和生物體系等途徑�？傮w來(lái)看,中腸和絲腺中顯著差異表達(dá)的蛋白主要參與催化和代謝過(guò)程。(3)菁松、皓月及其雜交種轉(zhuǎn)錄水平基因表達(dá)的差異:絲腺轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果表明,菁松和皓月之間共有519個(gè)差異表達(dá)基因,菁松和雜交種之間共有473個(gè)差異表達(dá)基因,皓月與雜交種之間共有481個(gè)差異表達(dá)基因。GO分析結(jié)果表明,顯著差異表達(dá)的基因主要具有氧化還原、代謝、氧化還原酶、鐵離子結(jié)合、血紅素結(jié)合和金屬離子結(jié)合等功能;KEGG分析結(jié)果表明,參與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白加工、長(zhǎng)壽調(diào)節(jié)途徑、嘌呤代謝、氧化磷酸化、脂肪酸降解、甘氨酸,絲氨酸和蘇氨酸代謝的基因表達(dá)差異顯著。中腸轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果表明,菁松和皓月之間共有586個(gè)差異表達(dá)基因,菁松和雜交種之間共有464個(gè)差異表達(dá)基因,皓月與雜交種之間共有500個(gè)差異表達(dá)基因。GO分析結(jié)果表明,顯著差異表達(dá)的基因主要具有跨膜運(yùn)輸、胞外區(qū)、膜的有機(jī)組成部分、催化活性和蛋白結(jié)合等功能;KEGG分析結(jié)果表明,顯著差異表達(dá)的基因主要參與到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白質(zhì)的加工、細(xì)胞色素P450代謝、戊糖、葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)換和谷胱甘肽代謝等通路。從轉(zhuǎn)錄水平上看,親本與其雜交種的基因表達(dá)差異顯著,這些顯著差異表達(dá)基因主要通過(guò)到糖代謝和氨基酸代謝過(guò)程表現(xiàn)出雜種優(yōu)勢(shì)效應(yīng)。研究結(jié)果表明:雜交代在體重、全繭量、繭層量和蛹重等方面表現(xiàn)出很高的超顯性?xún)?yōu)勢(shì),雜種優(yōu)勢(shì)明顯。菁松、皓月及其雜交代的中腸和絲腺蛋白組和轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果也證實(shí),雜交代中與代謝、催化和轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的蛋白或基因相較于親本呈現(xiàn)顯著地差異表達(dá),這些差異表達(dá)蛋白或基因主要參與糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝通路。本研究篩選出一些與中腸的代謝和消化相關(guān)的差異蛋白,如胞內(nèi)脂質(zhì)分子伴侶、液泡ATP合酶及與蠶絲合成相關(guān)的差異蛋白,如蠶絲蛋白輕鏈、絲膠繭蛋白輕鏈和fibrohexamerin-like,這些蛋白可能與家蠶產(chǎn)量雜種優(yōu)勢(shì)有關(guān)。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：S881
【部分圖文】：

圖 1.1 家蠶世代模式圖Figure 1.1 Pattern chart of the life cycle of silkworm2 家蠶在雜種優(yōu)勢(shì)上的應(yīng)用雜種優(yōu)勢(shì)的研究最早始于玉米，隨后生物學(xué)家和育種工作者在水稻、小麥和擬南上對(duì)雜種優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象展開(kāi)了廣泛地研究[45-48]。隨著家蠶重要的經(jīng)濟(jì)效益以及作為研普及，以家蠶為模板研究雜種優(yōu)勢(shì)的現(xiàn)象日益增多，以期從家蠶研究中獲得雜種

章選取家蠶菁松、皓月及其正反交 F1代雜交種為實(shí)驗(yàn)材料，在適溫條件下喂。將四種家蠶分別取 90 頭分三組，每組 30 頭，從四齡起蠶時(shí)開(kāi)始每隔 24h 稱(chēng)結(jié)繭后五天檢測(cè)其全繭量、繭層量、繭層率和死籠率，蛾期測(cè)量蛾重、卵重?fù)?jù)，同時(shí)計(jì)算其雜種優(yōu)勢(shì)率。闡述菁松、皓月雜交 F1代雜種優(yōu)勢(shì)的情況。蠶品系松和皓月是較為常見(jiàn)的家蠶品種，種植面很廣，其雜交種由于綜合經(jīng)濟(jì)性狀優(yōu)絲質(zhì)優(yōu)，解舒率居國(guó)內(nèi)春用品種之首，從 1982 年后被指定為全國(guó)推廣品種，在市區(qū)得到大面積的推廣應(yīng)用，取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。本實(shí)驗(yàn)選取菁松(JS)和其正反交 F1代(正交: 菁松 ×皓月 , JS×HY, D-F1; 反交: 皓月 ×菁松 , HY研究材料。配對(duì)方式如圖 2.1 所示。其中菁松屬于中系家蠶品種，皓月屬于日。

家蠶雜種優(yōu)勢(shì)的蛋白組學(xué)與轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究腺重量顯著優(yōu)于其雙親。表 2.1 菁松、皓月和雜交 F1代的體重測(cè)量結(jié)果Table 2.1 Results of weight measurement of parental silkworms JS, HY and their F1hybridsSpeciesThe fourth instar silkworm body weight (g) The fifth instar silkworm body weight (g)0h 24h 48h 72h 0h 24h 48h 72h 96hJS 0.20 0.34 0.54 0.77 0.77 1.24 1.76 2.30 2.93HY 0.16 0.26 0.42 0.60 0.69 1.07 1.47 2.00 2.48JS×HY 0.17 0.32 0.50 0.50 0.82 1.10 1.76 2.54 3.32HY×JS 0.19 0.33 0.52 0.52 0.91 1.14 1.82 2.64 3.32

【參考文獻(xiàn)】

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1 呂二鎖;逯曉萍;楊凱;董婧;韓平安;米福貴;;玉米雜交種及其親本子粒基因差異表達(dá)與雜種優(yōu)勢(shì)關(guān)系的研究[J];玉米科學(xué);2014年04期

2 丁浩;劉宏毅;;腦膠質(zhì)瘤放射敏感性相關(guān)分子機(jī)制的研究進(jìn)展[J];臨床神經(jīng)外科雜志;2014年03期

3 杜麗;王長(zhǎng)春;徐云敏;李玉欣;何寧佳;;家蠶乙醇脫氫酶基因的表達(dá)特征及乙醇在蠶體內(nèi)的代謝分析[J];蠶業(yè)科學(xué);2012年04期

4 楚渠;彭云武;;野桑蠶應(yīng)用于家蠶育種的分子標(biāo)記分析[J];湖南農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年11期

5 王鐵固;張懷勝;馬娟;佘寧安;陳士林;;玉米種子活力相關(guān)性狀的雜種優(yōu)勢(shì)[J];西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2012年05期

6 張宏根;孔憲旺;朱正斌;湯述翥;裔傳燈;顧銘洪;;粳稻三系親本的性狀特征與雜種優(yōu)勢(shì)分析[J];作物學(xué)報(bào);2010年05期

7 于昱;王福O

本文編號(hào)：2810551