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昆虫的变态发育是其成为地球上种类和数量最多、多样性最广的生物物种的重要原因之一。昆虫的变态发育过程主要受蜕皮激素(20-hydroxyecdysone,20E)和保幼激素(Juvenile hormone,JH)的协同调控。家蚕(Bombyx mori)不仅是一种重要的经济昆虫,也是鳞翅目昆虫遗传与分子生物学研究的模式昆虫之一。翅原基(Wing disc)是昆虫幼虫体内成虫原基(Imaginal disc)的一种,经生长发育后最终形成成虫翅,是研究昆虫变态发育过程及其激素调控机理的一个理想系统。翅原基变态发育与昆虫个体生长发育紧密联系,研究翅原基有助于阐述昆虫的个体变态发育过程。本研究以家蚕翅原基为研究材料,研究了昆虫激素20E和JH对家蚕翅原基生长发育的分子调控机制,获得了主要结果: (1)为明确家蚕翅原基的生长发育与昆虫激素20E和JH的关系,分析了外源20E和JH类似物methoprene对翅原基发育的影响,结果表明,翅原基的生长分化受到昆虫激素20E的诱导和methoprene的抑制,并具有一定的浓度依赖性。 (2)克隆了家蚕JH信号传导途径中的关键基因BmGCE、BmMet-1和BmMet-2。家蚕BmGCE和BmMet-1基因全长cDNA分别为1368bp和1545bp,BmMet-2 DNA结合结构域cDNA长为1062bp。对它们的结构进行分析发现,BmGCE、BmMet-1和BmMet-2均编码一个bHLH-PAS型转录因子,具有典型的DNA结合结构域;BmMet-2 DBD具有1个PAS结构域,BmGCE和BmMet-1具有2个PAS结构域,其中第2个PAS结构域后面还有1个PAC基序。这些结果暗示,BmGCE、BmMet-1和BmMet-2可能以同源或异源二聚体的形式参与调控基因的表达。 (3)分析了家蚕转录因子BmGCE、BmMet-1和BmMet-2在翅原基组织中的表达。qRT-PCR分析结果显示,这3个基因的表达从5龄幼虫末期到化蛹的表达一直在下降。 (4)研究分析了20E和JH类似物methoprene对GCE、Met-1和Met-2在家蚕5龄3天翅原基组织中的表达调控作用。结果显示,BmGCE、BmMet-1和BmMet-2均受到20E和methoprene的诱导表达,methoprene的诱导作用更明显;BmGCE、BmMet-1和BmMet-2的表达均在激素处理2h后上调。 (5)通过原核表达系统获得了BmGCE、BmMet-1和BmMet-2的重组蛋白。利用重组蛋白制备了BmGCE多克隆抗体,抗体能很好地识别相应的蛋白抗原。 (6)转录因子BmGCE、BmMet-1和BmMet-2与反应元件的体外结合分析结果显示, BmMet-1和BmMet-2可能形成同源或异源二聚体,结合到BmWCP4的启动子的E-box反应元件上去,这暗示BmMet-1和BmMet-2能直接调控BmWCP4的表达。 本论文探究了家蚕翅原基的生长发育与昆虫激素20E和JH的关系,克隆了家蚕BmGCE、BmMet-1和BmMet-2基因的cDNA,并初步分析了这3个基因在家蚕翅原基中的表达水平及激素处理的响应情况。发现BmMet-1和BmMet-2可能对蛹期特异性表达基因BmWCP4的转录进行调控,为进一步研究家蚕翅原基中BmWCP4基因表达调控的分子机理提供了线索。