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家蚕(Bombyx mori)属鳞翅目蚕蛾科,可大规模饲养,遗传背景比较清楚,其丝腺具有合成和分泌丝蛋白的能力。蚕丝有纤维皇后之美誉,但也存在易霉变,黄化、皱缩、褪色和脆化等缺陷。为了探讨通过家蚕丝素基因(fib)的分子设计与遗传改造,从基因水平改善丝纤维的性能,本研究利用家蚕丝素轻链基因(fib-L)上游约1.2kb的第5~6外显子片段和约0.5kb的第7外显子及其下游序列作为基因打靶的左右同源臂,将gfp基因和人工合成的家蚕抗菌肽基因(cec)融合克隆插入到两同源臂之间,并使其与fib-L基因处于同一读码框;将由ie-1驱动的DsRed基因克隆至同源右臂右侧,作为负选择标记,构建基因打靶载体pSK-Fib.L-L-GFP-cec-Fib.L-R-IE-DsRed-PolyA。将该载体转染BmN细胞后,发现部分转染细胞呈现绿色荧光而无红色荧光,表明载体构建成功。将该载体通过精子介导转入家蚕卵,在G0代筛选茧呈绿色荧光的家蚕,PCR检测证实筛选出的蚕为转基因家蚕;同蛾圈转基因家蚕杂交传代,用GFP抗体对G6代家蚕后部丝腺组织进行western blot检测,可观察到Fib-L-GFP融合蛋白的特异性条带;抗菌性实验显示,转基因家蚕丝表面的菌落数明显少于对照组;转基因家蚕丝在紫外光的激发下发出绿色荧光,表明通过基因打靶gfp-cec已与fib-L融合并表达。 为了探讨提高实用品种的产丝水平和叶丝转化率的可能性,将后部丝腺特异性表达Gal4的Fil-Gal4/3XP3-DsRed2转基因家蚕系与实用品种菁松回交6代,获得Fil-Gal4转基因家蚕菁松系统;将带有UAS-Ras1CA元件的UAS-Ras1CA/3XP3-EGFP转基因家蚕系与实用品种皓月回交6代,获得UAS-Ras1CA转基因家蚕皓月系统。将Gal4菁松系与UAS皓月系杂交,得到在后部丝腺特异性表达Ras1CA的转基因实用品种Fil-Gal4-菁松×UAS-Ras1CA-皓月,调查结果显示,与菁松×皓月相比,转基因家蚕的的后部丝腺重和蚕丝产量分别提高了11%、1.3%,叶丝转化率提高0.57%。实时定量PCR检测结果显示Fil-Gal4-菁松×UAS-Ras1CA-皓月后部丝腺Ras1 mRNA水平提高了4.08倍。