[發明專利]提高蠶絲纖維力學性能的方法及其產品

有效

• 申請號: 202110277362.5
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN112746085B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 夏慶友;劉青松;趙萍;王鑫
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C12N15/85
• 分類號: C12N15/85;C12N15/12;C12N15/89
• 代理公司: 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙) 50247
• 代理人: 王貴君

本發明公開了提高蠶絲纖維力學性能的方法及其產品，通過在家蠶前部絲腺過量表達家蠶鐵蛋白亞基，結繭獲得力學性能好的蠶絲；所述家蠶鐵蛋白亞基的核苷酸序列如SEQ IDNO.1所示；或SEQ ID NO.1所示核苷酸經過一個或幾個堿基的取代和/或缺失和/或添加且表達具有與家蠶鐵蛋白亞基相同功能的核苷酸序列；對獲得的轉基因家蠶的蠶絲進行力學拉伸測試發現轉基因蠶絲纖維的強度、延展性和韌性均得到提高，表明家蠶鐵蛋白亞基可以提高蠶絲力學性能，獲得了一種新型蠶絲纖維。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及提高蠶絲纖維力學性能的方法，還涉及由該方法制得的產品。

背景技術

蠶絲在紡織業，醫藥、生物技術及軍事等領域一直受到廣泛的關注，蠶絲纖維的成纖機制以及如何獲得更多更好的蠶絲，改造蠶絲性能一直是蠶業科學研究的熱點。與其他材料相比，蠶絲的韌性和延展性較好，但是強度和剛性卻較弱。正是由于蠶絲存在這些力學性能上的缺陷，使得蠶絲的應用范圍和價值受到一定的限制。對蠶絲力學性能的改良成為了目前拓展蠶絲應用，提升蠶絲價值，振興蠶桑產業的重中之重。目前研究者通過添食外源物，人工拉絲，蠶絲后處理，以及將蜘蛛絲蛋白基因轉入家蠶中等方法，取得了一些進展。但不管是通過人工拉絲還是對蠶絲進行各種處理，這些方法都耗時耗力并且成本較大，并不適合大規模應用于產業。為了獲得能夠穩定遺傳的高性能蠶絲纖維家蠶品系，需要從源頭產出高性能蠶絲，而絲纖維的形成是紡絲管道內的生理生化環境和物理因素共同決定的，已有通過在家蠶絲腺過表達鈣離子蛋白，提升鈣離子含量改變了蠶絲性能，但其力學性能的提升并不高，因此，需要能更加高效提高蠶絲纖維力學性能的方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的之一在于提供提高蠶絲纖維力學性能的方法；本發明的目的之二在于提供由所述的方法獲得的蠶絲；本發明的目的之三在于提供家蠶鐵蛋白亞基在提高蠶絲纖維力學性能中的應用。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

1、提高蠶絲纖維力學性能的方法，通過在家蠶前部絲腺過量表達家蠶鐵蛋白亞基，結繭，獲得力學性能好的蠶絲；所述家蠶鐵蛋白亞基的核苷酸序列如SEQ ID NO.1所示；或SEQ ID NO.1所示核苷酸經過一個或幾個堿基的取代和/或缺失和/或添加且表達具有與家蠶鐵蛋白亞基相同功能的核苷酸序列。

優選的，所述在家蠶前部絲腺過量表達家蠶鐵蛋白亞基的方法是使用家蠶表皮蛋白BmCP231啟動子調控家蠶鐵蛋白亞基表達。

優選的，在家蠶前部絲腺過量表達家蠶鐵蛋白亞基的方法是將含有由家蠶表皮蛋白BmCP231啟動子調控家蠶鐵蛋白亞基的轉基因表達載體，注射蠶卵，培養并篩選轉基因家蠶，結繭獲得力學性能好的蠶絲。

優選的，所述轉基因表達載體由家蠶表皮蛋白BmCP231啟動子、家蠶鐵蛋白亞基和SV40終止信號組成的表達框連入穿梭載體pSLfa1180fa的多克隆位點中獲得重組載體，再用Asc I酶切重組載體，然后連入同樣經Asc I酶切的pBac[3xP3-dsRed Pafm]載體獲得。

優選的，所述注射蠶卵的方法為：將摩爾比為1:1轉基因表達載體與輔助載體pHA3PIG混合，在顯微鏡下，使用顯注射儀將質粒混合液注入早期胚胎中。

優選的，所述培養并篩選轉基因家蠶是將注射后的蠶卵封口后，催青至孵化，孵化的幼蟲飼育至成蟲后進行自交得到G1代蠶卵，篩選家蠶胚胎的眼睛和神經中表達紅色熒光的轉基因陽性個體，即獲得轉基因家蠶。

2、由所述的方法獲得的蠶絲。

優選的，所述蠶絲中含有過表達的家蠶鐵蛋白亞基。

優選的，所述蠶絲斷裂應變提高至少43％，斷裂強度提高至少57.8％；楊氏模量提高至少48.9％，韌性提高至少95％。