目的:探讨双层蚕丝支架复合脂肪干细胞(ADSCs)构建的组织工程膀胱补片在膀胱修复重建中的效果。方法:2020年5月至2021年3月利用家蚕蚕茧获得丝素蛋白(SF)水溶液，制备由丝素蛋白膜和丝素蛋白海绵组成的双层蚕丝支架。分离培养大鼠ADSCs，并对ADSCs表面标志物(CD29、CD90、CD45、CD106)进行流式细胞鉴定。将ADSCs种植在双层蚕丝支架上构建组织工程膀胱补片。将36只雄性SD大鼠按随机数字表法分为组织工程膀胱补片组(SF-ADSCs组，15只)、双层蚕丝支架组(SF组，15只)、对照组(6只)。SF-ADSCs组和SF组分别将组织工程膀胱补片和双层蚕丝支架包埋于大鼠的大网膜，以促进移植物血管化。包埋7 d后，两组分别处死3只大鼠，行HE和免疫荧光染色检查评估血管化情况。SF-ADSCs组(12只)和SF组(12只)于膀胱顶部切除超过50%的膀胱组织，保留三角区和输尿管开口，分别采用大网膜包埋后的组织工程膀胱补片和双层蚕丝支架修补膀胱缺损；对照组在充分暴露膀胱组织后随即关闭切口。术后4周，SF-ADSCs组和SF组分别随机取6只大鼠，观察膀胱组织的大体形态，行膀胱造影检查观察膀胱壁形态，移植物取材后行HE和Masson's 3色染色、免疫荧光染色检查观察膀胱壁组织再生情况。术后12周，3组均行尿动力学检查，均行上述检查比较膀胱组织形态学、组织再生情况的差异。结果:流式细胞实验结果显示，分离的细胞阳性表达CD29和CD90，未见CD45和CD106显著表达。大体观察和扫描电镜结果证实制备的双层蚕丝支架不仅具备利于细胞种植的孔隙结构，还具备良好的韧性利于手术缝合。大网膜包裹后，SF-ADSCs组血管样结构的数量[(43.50±2.66)个]和面积占比[(0.73±0.03)%]明显高于SF组[(24.50±3.51)个，(0.55±0.05)%]，差异均有统计学意义( P<0.05)。膀胱修补术后4周，SF-ADSCs组和SF组移植物组织学染色可见大量双层蚕丝支架降解碎片；术后12周形态学检测结果显示，SF-ADSCs组移植物膀胱形态均一，与正常膀胱组织形态相近，免疫荧光染色结果表明SF-ADSCs组中可见连续的尿路上皮层、大量的平滑肌组织、血管结构和再生的神经元。尿动力学检查结果显示，SF-ADSCs组膀胱最大容积[(0.74±0.03)ml]和顺应性[(16.68±0.44)μl/cmH 2O]明显优于SF组[(0.47±0.05) ml、(14.89±0.37)μl/cmH 2O]，但低于对照组[(1.12±0.08 ml)、(19.34±0.45)μl/cm H 2O]，差异均有统计学意义( P<0.05)。 结论:双层蚕丝支架和ADSCs构建的组织工程膀胱补片，可促进膀胱组织形态学修复、膀胱壁结构再生和膀胱生理功能的恢复。

[目的]针对蚕种培育中人工分蛹效率低且易受到主观因素影响的问题,提出一种基于纹理特征和改进VGG的家蚕Bombyx mori蛹雌雄识别方法.[方法]利用透射变换矫正蚕蛹方向,截取家蚕蛹头尾图,以B通道图作为轮廓提取的基础,通过道格拉斯-普克(Douglas-Peucker,DP)算法,分析轮廓复杂性从而识别并获取家蚕蛹尾部图;采取掩膜消除背景干扰,通过多通道的特征融合图加强纹理信息;对Inception模块进行改进,将残差网络与改进后的Inception模块加入VGG模型中;利用数据增强技术扩充数据集;以精确率(precision)、召回率(recall)、精确率和召回率的调和平均F1分值以及准确率(accuracy)作为评价指标,分别对3种输入图片以及4种识别模型进行评估对比.[结果]结果表明,特征融合图在改进VGG模型上的家蚕雌蛹的精确率、召回率和F1分值分别为98.017％,94.794％和96.375％,雄蛹的精确率、召回率和F1分值分别为95.342％,98.231％和96.762％,识别家蚕雌雄蛹的准确率为96.580％.特征融合图识别家蚕雌雄蛹的准确率比原始灰度图的提升了 18.093％,改进VGG识别家蚕雌雄蛹的准确率比原始VGG的提升了2.257％.[结论]基于纹理特征和改进VGG的家蚕蛹雌雄识别方法能降低人工劳动时间,为实现家蚕蛹雌雄自动分拣提供基础.

水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)是生物体获得遗传信息的方式之一,对生物体进化起重要作用.近年来,越来越多昆虫中的水平基因转移现象被报道,如在鳞翅目(如家蚕、甜菜夜蛾、小菜蛾、斜纹夜蛾)、半翅目(如柑橘粉蚧、烟粉虱)、鞘翅目(如咖啡果小蠹、米象、光肩星天牛)、膜翅目(如金小蜂)、双翅目(如果蝇、白纹伊蚊)等昆虫中广泛存在水平转移基因,且不同的水平转移基因对昆虫的营养合成与共生、吸收与消化、毒素产生与解毒、生长和发育、体色改变等方面有着重要作用.本文结合国内外专家学者的相关报道,就HGT的研究步骤与技术方法、评判HGT发生的方法、昆虫HGT的供体与功能几个方面进行了总结和讨论,以期更加深入地了解水平基因转移现象,为探究水平基因转移的作用机制、理解昆虫的进化、遗传和行为、并将水平基因转移应用到农业生产中为农业害虫的绿色防治提供更多思路.

蜕皮是许多变态发育昆虫的一种重要生理现象,昆虫通过蜕皮液中的酶对新旧表皮进行分离.已有相关蛋白组学的研究证明,家蚕蜕皮液中具有一种含量丰富的羧肽酶 A(Bombyx mori-carboxypeptidase A,Bm-CPA),目前对其作用功能尚不清楚.为了更好地了解Bm-CPA在家蚕蜕皮发育过程的作用,本研究通过生物信息学分析、实时荧光定量 PCR、抗体制备、免疫荧光染色和毕赤酵母表达等方法对Bm-CPA进行了研究.结果显示,Bm-CPA具有保守的M14 锌羧肽酶结构域和糖基化位点,并且受蜕皮激素(20-hydroxyecdysone,20E)调控,在眠期和上簇期的表皮中大量表达;免疫荧光染色显示 Bm-CPA 在眠期的表皮中富集,Bm-CPA 抑制剂会导致幼虫因无法蜕皮而死亡;通过毕赤酵母表达系统在体外成功获得大量的重组 Bm-CPA 蛋白.这些结果为深入了解家蚕蜕皮发育过程提供了一定的参考.

[目的]分析生命力及茧层率不同的家蚕Bombyx mori品种间中肠细菌组成的差异及其对生命力与蚕茧量等性状的影响.[方法]基于长期的家蚕资源饲养调查成绩,选取了高生命力家蚕品种932G和高丝量品种2041J作为实验材料,收集5龄幼虫和蛹的中肠,采用高通量测序平台对中肠细菌16S rDNA进行测序分析,比较不同品种及不同发育阶段家蚕中肠细菌组成及其功能的差异.[结果]分别获得932G和2041J 5龄幼虫期中肠细菌399和453个可操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),蛹期OTU数目分别为138和162个.5龄幼虫期中肠优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)及放线菌门(Actinobacteriota),优势属是甲基杆菌属Methylobacterium,丰度最高,其次为葡萄球菌属Staphylococcus.有多个菌属的相对丰度在932G和2041J间差异显著,其中德沃斯菌属Devosia、罗尔斯通菌属Ralstonia、硝化螺旋菌属Nitrospira、短杆菌属Brachybacterium、罗氏菌属Rothia、葡萄球菌属及劳氏菌属Lawsonella等在932G 5龄幼虫中肠中的丰度显著高于在2041J 5龄幼虫中肠中的,而假单胞菌属Pseudomonas、甲基杆菌属、不动杆菌属 Acinetobecter、管道杆菌属 Cloacibacterium、明串珠菌属 Leuconostoc、丙酸杆菌属 Prcpionibacteriaceae、嗜冷杆菌属Psychrobacter、鞘氨醇菌属Sphingobium和拟杆菌属Bacteroides等在2041J 5龄幼虫中肠中的相对丰度显著高于932G5龄幼虫中肠中的.932G和2041J 5龄幼虫中肠细菌分别有77％和78％的功能基因富集在KEGG代谢通路上,其次是富集在环境信息处理和遗传信息处理通路的功能基因;932G的5龄幼虫中肠中硝酸盐还原、氮气呼吸、硝酸盐呼吸、亚硝酸盐呼吸及固氮等功能菌群占比高于2041J 5龄幼虫中肠中的,2041J 5龄幼虫中肠中化学异养、尿素分解、甲醇氧化等功能菌群占比高于932G5龄幼虫中肠中的.5龄幼虫中肠细菌组成与蛹的显著不同,蛹中肠变形菌门欧文氏菌属Erwinia为优势属,且蛹期两个品种间欧文氏菌属相对丰度无显著差异;932G蛹中肠细菌氨基酸转运与代谢、胞外分泌与转运、碳水化合物转运与代谢和无机盐转运与代谢等功能基因相对丰度显著高于5龄幼虫中的.[结论]家蚕5龄幼虫期中肠细菌组成和预测功能在家蚕高生命力品种932G与高丝量品种2041J间差异显著,蛹期中肠细菌组成与功能与5龄期显著不同,且蛹期中肠细菌的相对丰度在两个品种间无显著差异.这些研究结果可以为进一步探讨肠道微生物在家蚕抗逆、耐药、抗病及其蛋白质合成与转化等方面的作用及其家蚕品种选育提供参考.

滞育(Diapause)是昆虫发育停滞或减缓的生理状态,家蚕Bombyx mori作为卵滞育的代表,其滞育过程已得到广泛研究,但诱导滞育发生的分子机制尚不清楚.二化性家蚕滞育性由遗传和母系在胚胎期所处的环境条件决定,25℃催青蚕卵孵化后的家蚕产滞育卵,15℃低温催青则诱导家蚕产下非滞育卵.本研究分别用25℃和15℃催青蚕卵,在发生滞育诱导的温度敏感期取样,抽提蛋白质通过非标(Label-free)蛋白质组定量技术进行质谱测序.筛选出具有明显表达差异的蛋白104个,其中56个蛋白上调,48个蛋白下调.通过生物信息学对差异蛋白进行GO分类和KEGG功能富集分析,结果显示差异蛋白主要参与生长发育、物质代谢和胁迫应答等生物过程;同时差异蛋白主要参与胰岛素信号通路、乙醛酸和二羧酸代谢等相关途径.分别选取上调基因和下调基因进行qRT-PCR验证,其趋势与蛋白组学结果一致.该研究将为进一步解析家蚕滞育诱导发生机制提供靶标蛋白和数据参考.

为了解目前僵蚕药材的质量现状和养殖情况,笔者于2016—2018年分别收集不同主产地及五大中药材市场共102批僵蚕药材,测定断面丝腺环性状和质量,以明确不同产地与市场僵蚕药材的质量现状,另以2019—2022年的35批僵蚕药材验证修订后的断面丝腺环情况;同时于家蚕4～5龄不同龄期分别接种白僵菌,规范化养殖至僵死,测定其僵死率和质量,明确不同龄期僵蚕药材的差异,探讨2020年版《中国药典》僵蚕感染龄期制定的合理性.结果发现102批僵蚕药材断面丝腺环合格率低,总灰分超标严重,白僵菌素含量差异较大;35批僵蚕断面性状合格率仅为47.49％,若将丝腺环规定为2～4个,合格率提升至73.00％;不同感染龄期的僵蚕僵死率差异较大,质量参差不齐,总体以5龄第1天接种药材得率较高,质量较好.因此结合僵蚕质量及实际生产,对2025年版《中国药典》僵蚕项下提出修订建议,断面性状修订为"有2～4个亮棕色或亮黑色的丝腺环",修订后既能保障药材质量,也体现"辨状论质"的科学性;增订含量测定指标"白僵菌素含量不得少于0.017％",增强僵蚕药材质量可控性;同时将感染龄期修订为"5龄第1天",缩小龄期跨度,更能结合实际生产,保证药材质量.

[目的]细菌性肠道病是家蚕Bombyx mori主要病害之一.本研究旨在探究广谱性抗菌肽SAAP-148对家蚕细菌性肠道病病原细菌的抑制效果,为进一步采用抗菌肽替代抗生素预防家蚕细菌病提供参考.[方法]采用qRT-PCR检测家蚕抗菌肽基因在健康和感染细菌性肠道病5龄第4天幼虫中肠中的表达量;分离感染细菌性肠道病家蚕5龄第4天幼虫中肠中的菌群,采用最大似然法构建系统发育树;采用添食法(1 × 1010和1 × 1014 CFU/mL菌悬液)和穿刺法(2 × 108和2 ×109 CFU/mL菌悬液)检测分离的8种细菌及4种常见细菌病病原细菌粪肠球菌Enterococcus faecalis、黑胸败血芽孢杆菌Bacillus bombyseptieus、苏云金芽孢杆菌B.thuringiensis和灵杆菌Serratia marcescens对5龄健康家蚕幼虫的致病性;采用琼脂平板扩散法分析抗菌肽SAAP-148对分离的肠道病病原细菌和黑胸败血芽孢杆菌等其他常见细菌病病原细菌的抑制效果.[结果]测定的家蚕抗菌肽基因的表达量在感染细菌性肠道病的家蚕5龄第4天幼虫中肠中较健康个体中均显著上调,表明家蚕自身抗菌肽在抵抗细菌性肠道病的过程中发挥了 一定的作用;感染细菌性肠道病的家蚕5龄第4天幼虫中肠中共分离出8种病原细菌,即松鼠葡萄球菌Mammaliicoccus sciuri、嗜水气单胞菌 Aeromonas hiydrophila、生癌肠杆菌 Enterobacter cancerogenus、布甘氏肠杆菌 E.bugandensis、霍氏肠杆菌E.hormaechei、弗劳地枸橼酸杆菌Citrobacter freundii、肺炎克雷伯菌Klebsiella pneumoniae和变栖克雷伯菌K.variicola;穿刺结果显示8种细菌均具有致病性,其中松鼠葡萄球菌、嗜水气单胞菌、生癌肠杆菌和布甘氏肠杆菌致病性较强,霍氏肠杆菌、弗劳地枸橼酸杆菌、肺炎克雷伯菌和变栖克雷伯菌致病性较弱.抗菌肽SAAP-148对分离出的8种病原细菌和家蚕其他4种常见细菌病病原细菌均具有体外抑制效果,且抑制效果随SAAP-148浓度增大而增强.[结论]抗菌肽SAAP-148不仅对可能引起家蚕细菌性肠道病的病原细菌具有明显抑制效果,对引起家蚕黑胸败血症、灵菌败血症、细菌性中毒症的病原细菌和对氨苄青霉素已经产生抗性的霍氏肠杆菌等也具有抑制效果,可作为理想的抑菌剂用于预防家蚕细菌病的发生.

家蚕头部是一个神经中枢和感受的器官,其头部含有触角和感觉毛,感受外界的信号,并将外界信号传送到大脑进行反应.保幼激素主要是由咽侧体合成和分泌的,而保幼激素结合蛋白是保幼激素转运和发挥功能的载体,在昆虫体内具有极其重要的功能.文中通过SilkDB和NCBI数据库筛选并鉴定到一个新的具有保幼激素结合蛋白家族保守结构的蛋白BmTOL,其编码基因编号为BGIBMGA003404 (GenBank登录号:KY681053).利用原核表达系统成功表达了该蛋白,通过Ni-NTA亲和层析的方法获得了BmTOL的重组蛋白并制备了多克隆抗体.组织表达分析发现无论是转录水平还是蛋白水平BmTOL在头部都是高量表达,且Bmtol基因在起蚕时表达量较高,在5龄和蛹期表达量较低,而在化蛾后表达量又开始上调.免疫组化结果显示BmTOL蛋白定位在头部的皮层、触角和脑中,推测其可能与头部信息传递有关,为家蚕的生长发育和行为调控提供重要的信息来源.

[目的]雌激素雌二醇(E2)在脊椎动物中通过雌激素受体(ER)调节脊椎动物的生长发育和繁殖.昆虫中并没有ER,但有研究显示某些昆虫能对E2产生一定的应答.本研究在明确E2能影响家蚕Bombyx mori卵黄原蛋白基因(BmVg)表达的前提下,分析其对这一基因表达的调控机制.[方法]取BmVg高量表达时的家蚕雌性幼虫(上蔟后60 h)脂肪体,用不同浓度(0.001,0.05,0.5,5和50 nmol/L) E2处理后,通过qRT-PCR检测BmVg表达的变化,分析家蚕对E2的应答;克隆家蚕蜕皮激素受体基因(BmEcRB1),构建原核表达载体,表达并纯化BmEcRB1蛋白后与E2体外孵育,通过微量热泳动仪(MST)分析E2与BmEcRB1的结合情况.[结果]不同浓度E2均显著抑制离体培养的雌蚕脂肪体中BmVg基因的表达.MST实验证实,E2与BmEcRB1具有一定的亲和力,解离常数(Kd)为77.8±22 μmol/L.[结论]结果说明,E2对BmVg表达的影响是通过与蜕皮激素(20E)竞争性结合BmEcRB1实现的.