由于快速的工业化和城市化,以及化肥和农药等在农业中的广泛使用,许多重金属等环境污染因子通过食物链不断富集,对人类的生存环境造成巨大危害,其中铅暴露是全球正在面对的一个重大污染问题。家蚕具有全基因组信息完全、遗传背景清晰、饲养和实验管理要求可控等特点,被认为是理想的模式生物之一。selleck本文针对家蚕Bms HSP基因家族分析和铅暴露对家蚕的生理生化影响等问题,探究和讨论了家蚕Bms HSPs的基本信息和家蚕各项指标变化和可能得氧化应激的毒理学机制,主要内容如下:本研究利用生物信息学分析的方法分析了家蚕Bms HSP基因家族的基本信息,包括其基因家族的基因序列特征、保守基序及结构域特征、表达谱、系统发育分析和基因功能富集分析等,预测到在家蚕中共有20个s HSP基因,他均共同含有NTD(N-末端结构域),ACD(α-晶体蛋白结构域)和CTE(C-末端延伸)结构域,其中ACD结构域是其标志性的保守结构域。从GO和KEGG分析注释中提示家蚕Bms HSPs蛋白功能较为复杂,且多具有抗逆性的功能。在基因结构和定位的分析中发现s HSP基因家族的基因分布比较集中,都分布在5条染色体上,并且多达70%的基因不含有内含子,便于调控的迅速进行。通过进行蛋白质的三维结构同源建模,明确家蚕Bms HSPs蛋白多以寡聚体的形式出现。通过进行基因表达谱的分析可以明确Bms HSPs基因在整个生命过程中都有表达,但对于不同的Bms HSPs具有组织特异性和时间偏好性的表达。在完成基因家族的生信分析后利用PCR技术克隆了Bms HSP基因家族中较为典型的Bm HSP20.4和Bm HSP20.8基因,然后构建了p ET-28a(+structured biomaterials)-Bm HSP20.4/Bm HSP20.8原核表达载体,并将重组质粒p ET-28a(+)-Bm HSP20.4/Bm HSP20.8转化至大肠杆菌BL21(DE3),经IPTG诱导处理后,获得大量重组Bm HSP20.4/Bm HSP20.8蛋白,随后使用亲和纯化技术和冻干技术获得高质量纯化后的目的蛋白,并通过柠檬酸合酶和苹果酸脱氢酶的热聚集实验来检测其体外分子伴侣活性,结果表明Bm HSP20.4和Bm HSP20.8蛋白都具有防止蛋白质热聚集的作用,即在高温下具有良好稳定的分子伴侣活性。此外,通过分析铅暴露处理后家蚕幼虫中肠和脂肪体的转录组数据,发现与对照组相比在中肠和脂肪体中分别鉴定出196个和291个差异表达基因(DEGs)。通过比对铅暴露处理组和对照组的基因功能分析,发现差异性较为显著的基因注释与糖代谢,脂肪代谢、氧化应激和药物代谢相关通路关系比较大,通过q RT-PCR分析可以明确转录组分析数据基本可靠。通过进一步的解毒酶活和氧化应激相关蛋白的反应,可以明确Car E在对抗铅胁迫时发挥重要作用,Bm GRP78也在氧化应激方面有重要作用,并且随着铅处理浓度的升高其表达量还在上升。通过对Bm GRP78的亚细胞定位分析,结果表明Bm GRP78有明显的入AMG510核磁核倾向,推测Bm GRP78在应对压力应激过程中起到重要的作用。综上所述,本研究旨在探索控制蛋白质质量内稳态的相关研究和对于家蚕应对环境因素胁迫时的应对策略,为进一步研究家蚕的免疫机制和毒理学机制奠定了基础。