家蚕卵子发生过程中基因表达调控的动态模式

发布时间：2021-11-10 22:19

　　家蚕的卵子发生是一个复杂的生理过程,通常可以分为卵黄生成前期、卵黄生成期和卵壳生成期。卵泡作为卵子发生的主要功能单位,在卵子发生过程中发生了巨大的形态与生理变化。尽管在家蚕卵子发生的结构和激素调控方面已经进行了一些研究,但在全基因组层面对家蚕卵子发生过程中基因表达调控模式及机制的研究还未见报道。本文应用时间序列转录组以及MeRIP-seq的方法分析了家蚕卵子发生在转录水平以及转录后水平的基因调控机制,得到的主要结果如下:（1）家蚕的卵子发生过程涉及了生殖细胞分化、细胞凋亡、细胞增殖等众多细胞活动,在卵子发生早期和后期存在明显的蜕皮激素滴度变化。通过相邻时间点基因表达差异比较分析,共鉴定得到1932个差异表达基因,其中主要的差异变化出现在卵黄生成后期向卵壳生成期早期的发育转变过程中,主要富集在生殖、细胞分化、形态发生以及跨膜转运等功能分类。通过权重共表达网络分析,共鉴定得到6个主要的时期特异表达基因模块,对应了大部分的卵子发生发育时期。对每个模块进行功能富集及通路富集分析表明,在免疫、自噬调节、细胞通讯、信号转导以及背腹轴形成、不饱和脂肪酸合成代谢、蜕皮激素合成代谢等通路富集。进一步对蜕... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

昆虫3种卵管类型[2]

图 1.2 家蚕 A/B.L9 卵壳基因表达调控示意图[25]Fig. 1.2 The regulation diagram of silkworm A/B.L9 chorion genes鳞翅目昆虫的卵壳生成（choriogenesis）系统是研究昆虫发育基因表达调控的一个重要的模式系统。在完成卵黄膜的分泌后，卵泡细胞合成分泌一系列新的蛋白来构建卵壳（chorion），这些蛋白能达到天蚕成熟卵干重的约 50%。研究表明，卵壳蛋白是由同一个复杂的基因家族编码的，通常可以根据表达的时序性，标志为早期、中期和后期三种类型，每种类型又可以分为 A、B 两个亚类，其形成过程经历了一系列连续的基因倍增和突变引起的序列分化[26]。在家蚕中，发现了 3 个 Chorion基因簇，且全都聚集在 2 号染色体。二级结构分析表明，3 类蛋白都表现出三段式的二级结构，都存在一个进化上相对保守的中心区域，且该区域包含了较高含量的非极性氨基酸，如甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸和亮氨酸等，主要参与形成 β 片层结构，而蛋白的 C-端臂和 N-端臂表现出较高的序列多态性，包含了较多的极性氨基酸，在卵壳形成中，会暴露在亲水间隙中。家蚕 chorion 基因启动子的研究提出了转录因子为主的时序性表达调控模型（图 1.2）。在对

8图 1.3 家蚕卵子发生中蜕皮激素信号调节相关通路[30]Fig. 1.3 The ecdysone signal regulatory pathways during silkworm oogenesis在家蚕中，卵黄生成前期和卵黄生成期的转换由蛹早期蜕皮激素滴度的升高调控，20E 的作用引起了一系列调控基因的级联反应（图 1.3），这些基因编码了多种核受体（如 E75、HR3 等）[31]，随后，卵黄生成期和卵壳生成期的转换需要 20E 降低的一系列级联信号（如 FTZ-F1 等），这两个级联过程，最早是在果蝇变态中鉴定发现的，表明家蚕卵巢发育调节是依赖蜕皮激素调控变态的一个重要过程[32]。在家蚕中，通过强效 20E 类似物虫酰肼，引起了连续的信号传递，卵子发生可以启动，但是限制到卵黄生成中期，因此，卵黄生成期随后的时期和卵壳生成期都需要蜕皮激素的消失，研究认为这种转变可能需要 FTZ-F1 的产生，FTZ-F1 启动子依次受到了 HR3 和 E75 的相互调控作用，随着 FTZ-F1 的瞬时提


本文编号：3488046