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家蚕是世界上重要的经济动物,也是鳞翅目最重要的模式昆虫,在工业及科研领域都具有重要价值。丝蛋白具有较好的延展性和力学性,可作为人造皮肤、血管、骨骼的材料,也能够替代高分子材料。因此,研究家蚕丝蛋白合成相关基因之间的分子调控机制将为蚕丝性能的改良提供重要的理论依据。课题组前期通过家蚕转录组测序获得大量新的长链非编码RNA(long noncoding RNA,lncRNA),经过生物信息学分析,发现部分lncRNA和一些miRNA存在序列互补,这些miRNA的靶基因是丝蛋白合成相关的基因。因此,我们推测lncRNA可能作为miRNA的海绵发挥功能,竞争结合miRNA,从而调控丝蛋白的合成。为验证此假设,我们首先选取lnc7107作为研究对象,由其互补链产生的2个miRNA分别是miR-2739和miR-34-5p。利用实时荧光定量PCR检测了lncRNA和miRNA在家蚕丝腺不同部位及不同发育时期的表达谱。结果发现lnc7107在5龄末期后部丝腺中的表达量较高,由其互补链产生的miR-2739、miR-34-5p在后部丝腺中的表达量较低。miR-2739和miR-34-5p的靶基因为家蚕丝素合成关键基因Fib-H和p25,二者在后部丝腺中的表达量均较高,表达谱结果显示lnc7107可能作为miRNA的内源性竞争RNA(Competitive endogenous RNA,ceRNA),通过miRNA参与丝素基因合成调控。随后我们在HEK293细胞系中,用双荧光素酶活性检测的方法鉴定了两个miRNA与两个靶基因之间的体外互作。结果发现miR-2739能够与Fib-H的3’-UTR发生直接互作,共转染miRNA模拟物后细胞荧光素酶活性下降了51.4%,达到显著水平,表明Fib-H为miR-2739的靶标。为了进一步研究lnc7107调控丝素蛋白的机制,我们在家蚕个体中利用dsRNA干涉lnc7107的表达,检测丝素合成相关基因Fib-H的表达量和miR-2739的表达量,结果发现lncR7107表达下调后,Fib-H的表达量降低,而miR-2739的表达量升高,观察发现家蚕中有两头出现蚕茧变轻、透亮的现象。表明lnc7107可能作为miR-2739的海绵,竞争结合miR-2739,从而调控丝素蛋白的合成。同时,我们还检测了lnc18326和lnc1433以及与其有互补序列的miRNA,miR-2841和miR-11-3p的互作关系。miR-2841和miR-11-3p预测的靶基因分别为丝胶合成关键基因Ser2,这两个基因在中部丝腺中高表达。家蚕5龄3天至5龄末期前、中、后部丝腺中的表达谱结果显示,lnc18326和lnc1433在中部丝腺中的表达量较高,而miR-2841在5龄3天中部丝腺的表达量较低,miR-11-3p在5龄3天至5龄5天中部丝腺的表达量均低于丝腺其它部位。随后在HEK293细胞系中用双荧光素酶活性检测的方法鉴定了两个miRNA与Ser2之间的体外互作,结果发现共转染miRNA模拟物后细胞荧光素酶活性没有显著下降,Ser2可能不是两个miRNA的靶标。用dsRNA干涉两个lncRNA的表达,检测两个miRNA和Ser2的表达量,发现没有明显变化趋势,观察家蚕表型没有异常。表明lnc18326和lnc1433可能通过其它机制与其互补链上产生的miRNA共同参与调控家蚕丝胶蛋白的合成,该结果为进一步探索lncRNA调控家蚕丝胶蛋白合成奠定了良好的基础。综上所述,我们以家蚕丝腺为实验材料,对lncRNA,miRNA及其靶基因三者之间的调控关系进行了初步探究,从而为深入探索lncRNA调控家蚕丝蛋白的合成奠定了良好基础,从lncRNA角度为培育高产优质的蚕丝新品种提供了一定的理论依据。