[發明專利]分泌的絲素原纖中含有絲膠蛋白質的家蠶品種選育方法

有效

• 申請號: 201610404727.5
• 申請日: 2016-06-12
• 公開（公告）號: CN107484722B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 徐世清;王玉軍;司馬楊虎;陳息林;陳學冬;王永鋒;李秋穎;陶卉;邢瑞;殷為民;董慧玲;杜貝貝
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: A01K67/04
• 分類號: A01K67/04
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 馮瑞

本發明提供了一種分泌的絲素原纖中含有絲膠蛋白質的家蠶品種選育方法，包括以下步驟：以后部絲腺合成和分泌絲膠蛋白的日本系統品種轉基因突變體的雌蛾為母本，與二化性雜交組合的日本系統蠶品種的雄蛾交配，進一步利用自交、回交、標記基因追蹤等方法，育成后部絲腺高效表達絲膠蛋白的日本系統原種；將育成的日本系統原種直接與上述二化性雜交組合中的中國系統原種雜交，育成分泌的絲素原纖中含有絲膠蛋白質的家蠶雜交組合品種。本發明的方法能夠高效、快捷地將生產普通蠶繭的家蠶雜交品種選育成為分泌的絲素原纖中含有絲膠蛋白質的家蠶，進而獲得纖維性能改變的新型家蠶絲纖維，適用于商業化育種需求。

技術領域

本發明涉及特殊用途家蠶品種選育領域，具體涉及一種能夠高效、快捷地將生產普通蠶繭的家蠶雜交品種選育成為生產的絲素纖維中含有絲膠蛋白質的突變體家蠶品種選育方法。

背景技術

家蠶是應用了數千年的絹絲昆蟲，家蠶成熟幼蟲所吐繭絲生產的絲纖維被譽為纖維皇后。家蠶絲腺是合成和分泌絲蛋白的特化器官，是人類馴化、選擇和改造家蠶的主要對象。家蠶絲腺的蛋白質合成與分泌功能決定了蠶繭的產量和質量，也從根本上影響著整個蠶絲產業主要的產量和質量水平。改良絲腺合成的蛋白質纖維成分是養蠶業世界矚目的重大課題。

家蠶絲腺分前部絲腺、中部絲腺和后部絲腺三個功能區域。前部絲腺是絲蛋白輸出體外的管道，中部絲腺和后部絲腺分別是絲膠蛋白質和絲素蛋白質的合成和分泌部位。后部絲腺合成的絲素蛋白質是一種具有β折疊結晶結構、堅韌而有彈性、水不溶性高分子量纖維蛋白質，占繭絲總量的70-80％，是制作絲綢等紡織品的基本原料，由絲素輕鏈(lightchain，Fib-L)、重鏈(heavy chain，Fib-H)和P25蛋白以6：6：1的摩爾比組成復合體，作為絲素的基本結構單位(Inoue,2000)，P25蛋白又稱為纖維六聚素(fibrohexamerin，Fhx/P25)(Yamaguchi et al.，1989；Sprague 1975；Couble et al.，1983)。家蠶幼蟲期在后部絲腺細胞合成的絲素蛋白質不斷向腺腔分泌，并逐漸由后部絲腺的腺腔向中部絲腺的腺腔移動。家蠶幼蟲在成熟后吐絲結繭過程中，絲素蛋白質分子不斷聚合成直徑為0.1μm左右、斷面呈不規則圓形的原纖維，這種也被稱為原纖的原纖維進一步緊密集束而成蠶絲的絲素“芯”。原纖是由結晶纖維和非結晶纖維分子聚合體沿鈾向交替串聯而成。原纖間緊密相靠，通過周緣分子側鏈牢固聯接，無間質充填，這是絲素纖維特殊光澤和能夠生產超細蛋白質纖維的分子基礎。

家蠶絲腺中的絲素原纖在形成絲素纖維和向前部移動的過程中，在中部絲腺先后被包裹了4層絲膠蛋白，其中最內層的是絲膠基因Ser1編碼的4種mRNA，即Ser1A(2.8kb)、Ser1B(4kb)、Ser1C(10kb)和Ser1D(9kb)翻譯的4種絲膠蛋白質(Michaille et al.，1986)，外層是Ser2和Ser3基因編碼的3種mRNA，即Ser2A(5.4kb)、Ser2B(3.1kb)(Kludkiewicz etal.，2009)和Ser3(9kb)翻譯的3種絲膠蛋白質(Takasu et al.，2007)。家蠶絲膠蛋白質占繭絲總量的20-30％，含有β結構，但無α螺旋結構，分子構象主要為無規卷曲，分子空間結構松散、無序。絲膠蛋白中的甘氨酸、丙氨酸和酪氨酸含量顯著低于絲素蛋白，并且游離氨基酸含量顯著高于絲素。絲膠蛋白鏈上有許多精氨酸、賴氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、酪氨酸等長側鏈氨基酸，多肽鏈表面還含有-OH、-COOH、-NH₂等極性親水基團。因此，絲膠蛋白具有優異的吸濕、保濕和吸除異味等作用。其中，絲膠蛋白SER3的吸水性和流動性顯著高于Ser1基因翻譯的4種絲膠蛋白質。已有研究表明，家蠶絲膠蛋白質還具有很好的抗氧化、抗菌和抗紫外線功能。絲膠蛋白質中絲氨酸含量高達30％以上(朱良均等，1997)，其在化妝品中的作用類似于人類皮膚角質層中天然保濕因子。