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转基因动物研究是目前生物科学的研究热点之一。家蚕是重要的经济昆虫,更是经典遗传学研究的模式生物之一。进行转基因蚕研究具有重要的理论意义和实用价值。转基因家蚕是指用实验导入的方法使外源基因在染色体基因组内稳定整合,并能遗传给下一代。转基因家蚕的研究建立在经典遗传学、分子遗传学、结构遗传学和DNA重组技术的基础之上。最近完成的家蚕全基因组测序工作(Xia等,2004),将促进家蚕的基础研究,并使家蚕作为模式昆虫对昆虫学科的发展起到积极的推动作用。在家蚕的全基因组框架图完成之后,目前的主要工作是对家蚕基因组计划所获得的大量基因进行研究,以探索其具体的生物学功能。由于转基因技术可以实现家蚕功能基因的过量表达或者基因功能的缺失,因此将成为研究家蚕基因功能的重要方法之一。同时,转基因技术也是利用功能基因开发新的蚕品种的关键,甚至还是实现利用家蚕合成有用蛋白质、开发家蚕生物反应器的技术关键。 本论文主要由转基因载体构建、载体表达、细胞培养和筛选三个部分组成。其主要研究工作包括以下几个方面: 1.根据已报道的家蚕肌动蛋白A3基因的启动子序列设计了引物,克隆A3启动子。通过对蚕肌动蛋白A4基因的分析,设计了3对引物:A4-1,A4-2,A4-3,最终将A4-2克隆到转基因载体中,能够成功启动基因的表达。 2.以家蚕Bombyx mori肌动蛋白(actin3,A3)启动子、增强性绿色荧光蛋白基因EGFP及SV40的多聚腺苷酸识别序列为元件,经多次克隆,将其插入到piggyBac转座载体中。经PCR、酶切鉴定及测序表明各元件已按正确的方式插入到piggyBac载体中。将构建好的piggyBac表达载体通过细胞转染进入家蚕BME细胞中,48小时后观察到发红色荧光的培养细胞,通过分子水平检测,能在转染细胞cDNA中阔增到EGFP片段,结果表明该载体构建正确且能在细胞中进行表达。 3.以家蚕Bombyx mori A4启动子、红色荧光蛋白基因RFP及SV40的多聚腺苷酸识别序列为元件,经多次克隆,将其插入到piggyBac转座载体中。经PCR、酶切鉴定及测序表明各元件已按正确的方式插入到piggyBac载体中。将构建好的piggyBac表达载体通过细胞转染进入SF21细胞中,48小时后观察到发红色荧光的培养细胞,在48~72小时发红色荧光细胞数达到最大。通过分子水平检测,能在转染细胞cDNA中阔增到dsRed片段,结果表明该载体构建正确且能在细胞中进行表达。 4.细胞转染条件优化:脂质体的量在1~4ul时,转染效率逐渐增高,在4ul时最大,进一步加大到8ul,细胞死亡严重,效果较差;DNA的量在0.8~1.2ug时转染效果较好,0.4ug时转染效率较低,DNA量增加到1.6~2.0ug,对转染效率影响不大。综合脂质体和DNA的用量,当脂质