[发明专利]一种控制家蚕蛹期发育的方法

说明书

技术领域

本发明属于基因工程领域，具体涉及一种转基因家蚕通过UAS/GAL4双元系统控制家蚕蛹期发育的方法。

背景技术

家蚕丝蛋白质高效合成、发育与变态、免疫与抗性以及性别决定是家蚕最重要的四大性状。家蚕变态与发育的人为调控是蚕丝生产的重要内容，人为调节家蚕的变态与发育对蚕丝业的生产结构与整体生产效益有重大影响。家蚕是完全变态昆虫，蛹期很短，仅为2周，由于蛾口茧不适合于缫丝，生产上必需在蛹化蛾之前完成鲜茧的收购和烘干工作。由于鲜茧的收烘环节不能及时到位以及烘茧过程的高温对丝蛋白的破坏，导致原料茧的品质严重下降。人们希望通过人为调节家蚕的变态与发育，延长蛹期，减轻鲜茧收购和烘干的工作压力及强度，甚至希望蛹期发育中止，实现鲜茧缫丝。这样，不仅可以止解决鲜茧收烘与蛹期过短之间的矛盾，使提高生丝品位成为可能，而且还可以大大节约烘茧所需的能源。目前，常规的方法也难以实现蛹期有较长时间的延长，因此，有必要从根本上探索延长蛹期经过、甚至中止蛹发育的新方法。有关方面的研究在优化蚕丝业的产业结构、改革现有蚕茧收烘现状、实现生丝加工工艺重大改革等方面具有重大意义。

家蚕属完全变态昆虫，一般认为昆虫的蜕皮与变态受激素调控，它所处的生长发育阶段取决于血淋巴中保幼激素和蜕皮激素这两类激素的相对滴度。已有许多研究结果显示，通过人为干预，改变昆虫的内分泌状态，可认为调节昆虫的发育与变态。从外部对家蚕施加保幼激素（JH）或保幼激素类似物（JHA）可以促进或抑制蜕皮，用JHA处理刚蜕皮的次末龄（4龄）幼虫，可增加1次眠和蜕皮，诱导出6龄幼虫；同样施加蜕皮激素（MH）也能改变家蚕的蜕皮次数，蚁蚕用含MH（100 mg/kg）的人工饲料饲养，可明显增加蜕皮次数，个别蚕可以蜕皮12次；对家蚕施加早熟素可以诱导3眠蚕出现；Dedos等用咪唑类化学物质KK-42处理4龄幼虫，能诱导早熟化蛹；对5龄129-132小时的家蚕施加苯氧威（fenoxycarb）可诱导产生永久蛹(参见：Dedos SG，J Insect Physiol，2002，48(9):857-865)。上述方法都是通过施加某种化学物质干预家蚕发育变态的，没有涉及到通过基因操作改变蚕的发育变态。

已有较多的研究结果显示，杆状病毒对昆虫的就眠与变态有明显影响。用对家蚕非靶宿主的苜蓿丫纹夜蛾杆状病毒（AcNPV）接种4龄家蚕幼虫，能引起幼虫发育延缓，给化蛹2日的家蚕蛹注射AcNPV，可诱导人工滞育蛹的产生。Owain研究结果表明，杆状病毒egt基因的编码产物为蜕皮甾体尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶（Ecdysone UDP- glucosyl transferase，EGT），该酶能催化昆虫体内的尿苷二磷酸葡萄糖（UDP-glucosyl）中的葡萄糖基转移到MH上，形成蜕皮激素22-O-β-D-吡喃葡萄糖，使宿主昆虫分泌的MH失活，从而阻止幼虫的变态，延长幼虫的取食时间，促使蛹提早成熟（参见Owain PE，O’Reilly DR，Biochem J，1998，330: 1265-1270）。

从激素调控昆虫变态的机理推测，调节蚕的MH水平可以控制蚕的发育，但是，如何通过分子生物学的方法，对蚕的MH水平进行控制，以延缓幼虫或蛹的发育，改善生产性状，是需要研究解决的问题。

公开号为CN 101418302的中国发明申请公布说明书公开了一种发育可控的家蚕的构建方法及发育控制方法，该方法是用家蚕热激蛋白启动子控制家蚕杆状病毒egt基因，构建转基因家蚕，通过对转基因家蚕用41~43℃热诱导0.5~2小时延长家蚕发育，但该方法要求严格控制诱导的时的温度和时间，稍有不慎将导致不良影响。