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昆虫细胞系已经成为生物学、生物技术、生物制药以及生物杀虫剂等研究中的重要工具。家蚕作为一种模式昆虫,对家蚕细胞进行体外培养,应用培养细胞进行理论研究和生产应用,长期以来倍受关注。虽然前人在这方面做了大量工作,但现有的家蚕细胞系数量仍然偏少,且应用于生产的家蚕细胞系更少。家蚕基因组框架图完成以后,家蚕功能基因组研究需要提供不同发育时期、不同分化程度、不同组织特异性的家蚕细胞系作为研究平台。为了满足家蚕细胞生物学、发育生物学和分子生物学,新的杆状病毒表达载体系统以及家蚕细胞工程等方面的研究需要,迫切需要建立和研究新的家蚕细胞系。
本研究在前人的研究基础上,通过对家蚕品种21-872n1w的卵巢组织进行两年多的原代培养,得到高繁殖率的细胞群体,经过逐步分离纯化,建立了家蚕卵巢细胞系BmN-SWU1。该细胞系的生物学特性如下:
1.该细胞系是以多边形、圆形及短梭形细胞为主的贴壁上皮型细胞系,圆形细胞直径为9~31μm,短梭形细胞的大小为19~52μm×5~21μm。
2.BmN-SWU1细胞生长速度快,繁殖力强;细胞接种后,从72h到192h是BmN-SWU1细胞的对数生长期,在192h时细胞浓度达到顶峰,最终细胞铺平率达80%以上;细胞群体倍增时间为57.74h。
3.BmN-SWU1细胞系的染色体具有鳞翅目昆虫染色体的典型特征,中期染色体呈短杆状或颗粒状,具弥散型着丝粒。二倍体细胞(2n=56)比例高达80.5%,属二倍体细胞系,未见异常有丝分裂现象,较好地保持了家蚕卵巢细胞的有丝分裂和染色体特征。
4.BmN-SWU1细胞在接种家蚕核型多角体病毒BmNPV48h后就可见到少量细胞内产生了BmNPV病毒多角体,96h时可观察到有50.29%的细胞内有多角体产生;在120h时,感染率达83.01%;在144h时,有89.91%细胞产生多角体,并且大多数细胞已经破裂。测得其TCID50值为1.626×10-6。同样条件下,对照组细胞及对照细胞系BmN在接种BmNPV192h后均未发现BmNPV多角体的产生。
5.经考马斯亮蓝R-250染色法显示,在梭形BmN-SWU1细胞中的微丝束是与细胞长轴方向一致的纤维,有时在两端弯曲成弧形。纵向的微丝束长短不一,许多从细胞一端直达另一端,微丝束常出现分枝和合并,使得整个微丝系统连结成一个网格。圆形的BmN-SWU1细胞中的微丝束以细胞核为中心,向细胞膜方向呈辐射状排列,微丝束也常出现分枝和合并,结成一个网格。这些微丝束构成细胞形状的基本轮廓。
综上所述,经两年多的家蚕卵巢组织的原代培养,从不同分化类型的繁殖群体中,筛选并建立了一个新的家蚕卵巢细胞系BmN-SWU1。该细胞系以多边形、圆形及短梭形细胞为主,繁殖力强,二倍率高,对BmNPV病毒敏感。为细胞生物学、分子生物学、发育生物学和杆状病毒表达载体系统的应用研究等提供了一个较好的新细胞材料。更为家蚕功能基因组研究、外源基因的高效表达和推动家蚕作为模式昆虫的地位提供更好的细胞研究平台。