[发明专利]一种提高家蚕产丝量的方法

说明书

本发明公开了提高家蚕产丝量的方法，通过亮氨酸处理家蚕或在家蚕后部丝腺过量表达BmSLC7A5基因，激活mTORC1信号通路，调节蛋白质翻译过程，促进蚕丝蛋白合成，该方法处理的家蚕或转基因家蚕具有很好的经济性状，吐丝量提高，蚕茧和蚕蛹体重增加，茧层重和茧层率显著提高，具有更高的经济价值。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及提高家蚕产丝量的方法，通过亮氨酸处理家蚕幼虫或在家蚕后部丝腺过量表达BmSLC7A5基因。

背景技术

随着学科交叉和科学技术的发展，蚕丝显示出了更为广阔的应用前景，在医药、化工、物理等领域已经有了初步的功能开发和利用。然而，所有这些对蚕丝的利用，都建立在蚕丝的产量基础上，只有蚕丝供应量充足，才能真正推动蚕桑产业的发展。影响蚕丝产量的因素主要有两个，其一，产业的生产规模；其二，蚕种自身的丝蛋白合成效率。作为劳动密集型产业，蚕桑产业的生产规模受到了一定的限制，因此，提高家蚕合成蚕丝蛋白的能力与效率，就成了蚕桑行业技术进步最重要的追求目标，也从整体上决定了蚕农的收益水平。业界一般用“茧层率”——茧层重占全茧重的百分比，来衡量家蚕产丝效率。家蚕的茧层率越高，相对的丝蛋白量就越多，其经济价值也就越大。因此，茧层率作为重要的育种目标性状，其高低已经成为家蚕品种进步史上的重要标志之一。百余年育种努力的结果，让茧层率得到了大幅度提高。据统计，野蚕茧层率在13％左右，而现行家蚕实用品种，茧层率保持在25％左右。然而，由于蚕业科技工作者对茧层率的内在分子决定机制知之甚少，通过传统育种想要较大幅度提高茧层率已难以实现。在过去几十年，家蚕品种选育工作在茧层率性状上几乎没有大的进步，无法突破30％的上限，这已成为制约行业发展的科学难题与技术瓶颈。因此，有必要重新认识丝蛋白的合成过程，从新的角度去思考和探索提高家蚕丝蛋白合成效率的方法，以达到增加茧层率的目的。

前期的研究，通过激素处理来增加家蚕的丝蛋白合成量，激素处理家蚕后产丝能力提高幅度不大，并且该方法不便于生产上的推广应用，不能够选育到具有稳定遗传特性的家蚕品系。因此，亟需一种其他提高家蚕吐丝量和茧层率的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种提高家蚕产丝量的方法；本发明的目的之二在于提供亮氨酸在提高家蚕经济性状中的应用；本发明的目的之三在于提供过表达家蚕亮氨酸转运蛋白BmSLC7A5在提高家蚕经济性状中的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、提高家蚕产丝量或茧层率的方法，通过激活家蚕mTORC1信号通路，诱导丝蛋白基因和相关转录因子上调表达，得到产丝量提高的家蚕品系。

本发明发现亮氨酸能够通过mTORC1信号通路促进家蚕丝蛋白合成，增加家蚕的吐丝量；SLC7A5(solute carrier 7-A5)基因，能够将胞外的亮氨酸转运进入细胞质中，进而参与mTORC1信号的激活，从而调节蛋白质的合成。因此可以通过激活家蚕mTORC1信号通路，得到产丝量提高的家蚕品系。

优选的，所述丝蛋白基因为BmFibH、BmFibL或BmP25；所述转录因子为Bmdimm或BmSGF1或BmSage。

优选的，所述激活家蚕mTORC1信号通路的方法为家蚕添食亮氨酸或在家蚕中过表达家蚕亮氨酸转运蛋白BmSLC7A5，所述家蚕亮氨酸转运蛋白BmSLC7A5的核苷酸序列如SEQID NO.17所示。

优选的，所述家蚕添食亮氨酸的方法为在5龄期按桑叶与亮氨酸的质量比为100：0.8对家蚕进行亮氨酸添食处理；更优选的，在5龄期第1、3、5天分别按桑叶与亮氨酸质量比100：0.8对家蚕亮氨酸添食处理3次。

优选的，所述家蚕亮氨酸转运蛋白BmSLC7A5由家蚕后部丝腺特异的启动子调控表达。

优选的，所述家蚕后部丝腺特异的启动子为BmFibhP，所述启动子BmFibhP的核苷酸序列如SEQ ID NO.18所示。