[发明专利]家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因及其重组载体和应用

说明书

本发明涉及一种家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因及其重组载体和应用，家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因的核苷酸如SEQ ID NO.3、SEQ ID NO.4或SEQ ID NO.5所示，为3种不同选择性剪接形式，组织表达表明精巢中表达量最高，卵巢次之；酵母功能验表明BmIPT1具有tRNA异戊烯基转移酶功能，可以作为异戊烯基化修饰的催化剂和家蚕育种中的应用，也可作为鳞翅目害虫防控的打靶基因。

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及家蚕tRNA异戊烯基转移酶基因，还涉及含有该基因的重组表达载体和应用。

背景技术

家蚕(Bombyx mori)被人类驯化、利用的主要价值在于其高效的蛋白质合成能力以及生产丝蛋白质纤维的能力。生长速度快、个体大、茧层率高是数千年来家蚕驯化选择的主要性状，研究家蚕高效的蛋白合成能力具有重要的理论及应用价值。

家蚕以桑叶为饲料，其取食期仅20余天，但体重急速增长，从1龄初的0.5mg增长到5龄末的5g增长了约10000倍，泌丝器官丝腺更是增长了160000倍。有研究表明，在家蚕5龄3天，每个后部丝腺细胞能够合成10⁵个丝素分子。整个丝腺每秒钟合成的丝素分子为6×10⁹个，其速率是肝细胞合成血清白蛋白的50倍以上(崔振腾,陈亚洁et al.2013)。家蚕丝腺是已知的蛋白质合成和分泌能力最强大的昆虫器官。如此高的蛋白合成速率令众多科技工作人十分着迷，一直想找到其中的奥秘所在。

研究家蚕高效的蛋白合成能力具有重要的理论及应用价值。首先，蚕体蛋白质的高效合成能力是蚕桑生产的最重要的经济性状。蚕体、特别是丝腺的蛋白质合成能力决定了蚕茧的产量与质量，也从很大程度上影响着蚕丝产业的经济效益。研究蚕体、特别是丝腺器官的蛋白质高效合成与分泌的机制，对于通过分子操作培育高产、优质的蚕品种及改良丝腺或其他组织器官蛋白质合成成分具有重要意义。此外，因为蚕体、特别是丝腺具有高效的蛋白质合成分泌能力，加之其是高等真核生物，具有完善的蛋白质翻译后修饰加工系统且对人畜安全等，其是潜在的具有特别优势特征的生物反应器选择系统，有巨大的开发价值，引起科研工作者的广泛关注。但是，众多的尝试均发现无论采用什么启动子，外源蛋白质的表达量均低于家蚕自身蛋白的表达量。因此，蚕体、特别是丝腺的高效蛋白质合成分泌机制的解析也必将为推动家蚕作为生物反应器等新用途开发提供理论支撑。

关于家蚕蛋白的高效表达调控研究目前主要集中于丝蛋白相关基因的转录调控方面。研究发现转录因子SGF-1,SGF-2,SGF-3,SGF-4和FBF-A1均对Fib-H的表达具有调控作用。P25蛋白的表达与顺式作用元件SGFB和PSGF及miRNA-2B有重要关系(Huang,Zou etal.2011)。赵小明等发现bHLH转录因子Bmdimm和Bmsage均参与调控Fib-H的表达，其中Bmdimm通过直接结合于Fib-H的E-box区域参与调控Fib-H的表达，而Bmsage与SGF1形成复合物后增加Fib-H的表达(Zhao,Liu et al.2014,Zhao,Liu et al.2015)。而周春燕等发现Multiprotein bridging factor 2和核受体BmFTZ-F1在对丝素重链Fib-H的表达发挥着负调控作用(Zhou,Zha et al.2016,Zhou,Zha et al.2016)。由此可见，影响家蚕丝蛋白合成与分泌的相关基因数量及信号通路非常多，大多数学者比较统一的看法是丝蛋白合成分泌的调控是一个复杂的多通路机制，可能受基因组DNA、转录调控、翻译调控，蛋白组装及分泌等众多因素的影响。