[发明专利]甘氨酸或其代谢调节剂在提高家蚕丝产量中的应用及其方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及家蚕代谢组学研究结果的应用。

背景技术

家蚕(Bombyx mori)属于鳞翅目昆虫，是一种完全变态昆虫，一生经过卵、幼虫、蛹、成虫等四个形态和生理机能完全不同的发育阶段。家蚕是寡食性昆虫，以桑叶为食，是具有很高经济价值的吐丝昆虫。蚕丝作为一种天然动物蛋白，主要由丝素和丝胶构成。构成蚕丝的氨基酸种类比较集中，主要是甘氨酸、丝氨酸和丙氨酸。蚕丝的应用非常广泛，不仅应用于丝绸行业，还用于化妆品行业、医药行业和保健品行业等。随着商品经济的日益发展和海外贸易的逐渐扩大，社会上对蚕丝尤其是高品质蚕丝的需求量逐渐增大。虽然通过改善桑叶质量和饲育方法，以及不断的杂交和改良家蚕品种，目前家蚕的丝产量已经得到了显著提高，但依靠传统的选育方法已经很难继续提高家蚕产丝量，因此，开发其他方法提高家蚕的蚕丝生产能力迫在眉睫。

目前，家蚕基因组框架图及精细图谱绘制工作已经完成，家蚕重要组织器官的蛋白质组学研究也取得了较大的进展，而关于家蚕小分子代谢物谱的研究尚未见报道。由于小分子代谢物的研究是揭示代谢机理的重要环节，因此，将代谢组学研究技术应用到家蚕研究中，可能开发出新的提高家蚕丝产量的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于采用基于色谱-质谱的代谢组学方法研究丝产量有较大差异的不同品种家蚕的血淋巴代谢物谱的变化，结合多变量和单变量的数据分析，寻找与家蚕丝产量相关的小分子代谢物，进而提供一种提高家蚕丝产量的方法。

经研究，本发明提供如下技术方案：

1.甘氨酸或甘氨酸代谢调节剂1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC)在提高家蚕丝产量中的应用。

1-氨基环丙烷-1-羧酸是与N-甲基-D-天门冬氨酸受体络合物有关联的甘氨酸调节中心的选择性配体，能够调控甘氨酸的运输和结合。

2.提高家蚕丝产量的方法，是给予幼虫期家蚕外源性的甘氨酸或甘氨酸代谢调节剂1-氨基环丙烷-1-羧酸。

一种具体技术方案是从家蚕幼虫期5龄第2天至5龄第6天，每日给予家蚕外源性的甘氨酸。

更具体的，家蚕幼虫期5龄第2天给予甘氨酸100μg，5龄第3天和第4天各给予甘氨酸300μg，5龄第5天和第6天各给予甘氨酸500μg。

另一种具体技术方案是从家蚕幼虫期5龄第2天至5龄第6天，每隔1日给予家蚕外源性的甘氨酸代谢调节剂1-氨基环丙烷-1-羧酸。

更具体的，从家蚕幼虫期5龄第2天至5龄第6天，每隔1日给予1ng的甘氨酸代谢调节剂1-氨基环丙烷-1-羧酸。

本发明的有益效果在于：本发明采用基于GC-MS的代谢组学技术研究丝产量有较大差异的不同品种家蚕的血淋巴代谢物谱的变化，发现家蚕丝素蛋白的重要组成成分甘氨酸(占丝素蛋白的42.8％)与茧层率之间具有较强的相关性(相关系数为-0.892)，体外给予甘氨酸或甘氨酸代谢调节剂ACC干预幼虫期蚕体代谢可以显著提高家蚕丝产量。由此，本发明不仅拓宽了甘氨酸或ACC在生物领域中的应用，而且为桑蚕业提高丝产量提供了一种新方法。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为裸蛹、大造和21-872三个品种家蚕的主成分分析(A)以及甘氨酸在三种家蚕中量的关系(B)。

图2为分别敲除fib-H基因(A)和摘除丝腺(B)后甘氨酸在家蚕体内量的变化。

图3为分别给予甘氨酸(A)和1-氨基环丙烷-1-羧酸(B)后对家蚕丝产量和茧层率的影响。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。优选实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照试剂制造厂商所建议的条件进行。

一、代谢组学方法筛选与家蚕丝产量相关的代谢物

选取丝产量有较大差异的三个品种家蚕：裸蛹(几乎不产丝品种)、大造和21-872(高产丝量品种)，分别收集上述家蚕幼虫期5龄第6天(家蚕丝蛋白大量合成时期)的血淋巴样品，采用基于GC-MS的代谢组学技术分析血淋巴代谢物谱。具体方法如下：

(1)样品前处理：取80μL血淋巴，用320μL甲醇(含十三烷酸内标)沉淀蛋白，涡旋2min，13000rpm离心弃上清，蛋白沉淀冷冻干燥后用80μL20mg/mL甲氧胺的吡啶溶液复溶，涡旋混匀并超声15min，37℃肟化1.5h，再加入65μL N-甲基-N-三甲基硅烷-三氟乙酰胺试剂，37℃烷基化1h。