家蚕幼虫血细胞密度变化成因及血细胞密度与耐高温性的关系

作     者：李田 刘昊宇 王隔敏 李亚腾 余华献 严东生 郭雨 张太云 陈萍 LI Tian;LIU Hao-Yu;WANG Ge-Min;LI Ya-Teng;YU Hua-Xian;YAN Dong-Sheng;GUO Yu;ZHANG Tai-Yun;CHEN Ping

作者机构：西南大学蚕桑纺织与生物质科学学院重庆400715 西南医科大学药物研究中心四川泸州646000 重庆市蚕业管理总站重庆400020 重庆市合川区经济作物发展指导站重庆401520 

出 版 物：《昆虫学报》 (Acta Entomologica Sinica)

年 卷 期：2022年第65卷第2期

页      面：130-143页

核心收录：

学科分类：090504[农学-特种经济动物饲养（含：蚕、蜂等）] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

基　　金：重庆市自然科学基金重点项目(cstc2018jcyjAX0075) 重庆市现代山地特色效益农业(蚕桑)产业技术体系专项(202109) 重庆市2021年度茧丝绸发展专项资金项目(20210607223136209) 

主　　题：家蚕 血细胞数目 造血器官 造血调控因子 生存力 

摘      要：【目的】血细胞是昆虫血淋巴免疫的主导者。调查家蚕Bombyx mori幼虫血细胞密度变化和成因、血细胞密度与家蚕抗性的关系,是研究家蚕血细胞相关的免疫调控和抗性育种的重要组成。【方法】用细胞计数板统计家蚕品种大造不同龄期(4龄第1-4天、5龄第1-8天和上蔟期)幼虫10μL血淋巴中的血细胞数目并计算血细胞密度,利用ImageJ软件估算横截面成像图面积来代表造血器官相对体积;用细胞计数板统计不同家蚕品种(菁松、皓月、两广二号、932、芙蓉、7532和湘辉)5龄第1天幼虫血淋巴中的血细胞数目;用qRT-PCR分析皓月和两广二号5龄第1天幼虫血淋巴中造血调控因子基因BmBCFI,BmUsh,BmGATA和BmLz的相对表达量;大肠杆菌Escherichia coli侵染大造5龄第1和3天幼虫不同时间后,用细胞计数板统计血淋巴中血细胞数目,用qRT-PCR检测血淋巴中上述造血调控因子基因的表达量;BmBCFI,BmUsh和BmLz被RNAi干扰不同时间后,qRT-PCR检测大造5龄幼虫血淋巴中靶基因的相对表达量;BmBCFI,BmUsh和BmLz被RNAi干扰48 h后大肠杆菌侵染6 h时用qRT-PCR检测大造5龄幼虫血淋巴中靶基因和免疫相关基因BmRelish,BmCactus,BmSpzl,BmPGRP-LE的相对表达量,用细胞计数板统计血淋巴中不同类型血细胞数目;35℃高温饲养12个实用家蚕品种5龄幼虫,分析血细胞数目和生存力之间的关联性。【结果】4龄期大造幼虫血细胞数目随生长逐渐上升,到5龄第1天达到顶峰,5龄第2天开始下降,直至上蔟期出现小幅升高;造血器官在5龄前中期随幼虫生长逐渐增大,5龄第6天体积达到最大,随后显著变小直至完全解离,其大小变化与血细胞数目变化时间和趋势不一致。血细胞数目多的两广二号中造血调控因子基因BmBCFI,BmUsh和BmLz的表达量均高于在血细胞数目少的皓月中,在大肠杆菌侵染后大造5龄幼虫血细胞数目达到高峰时BmBCFI,BmUsh和BmLz被显著上调表达。RNAi干扰后大肠杆菌侵染下调BmLz或BmUsh表达时,拟绛色细胞数目显著减少;而RNAi干扰后大肠杆菌侵染下调BmBCFI表达时,浆细胞数目和血细胞总数显著减少。RNAi干扰后大肠杆菌侵染下调BmBCFI或BmUsh表达时,Imd通路上BmRelish和Toll通路上BmCactus的表达量都显著下降,暗示BmBCFI和BmUsh与NF-κB信号通路激活、抗菌肽等免疫因子形成有关。不同家蚕品种间血细胞数目差异极大,有夏秋用品种的血细胞数目比春用品种高的趋势。在35℃高温饲养条件下,实用品种5龄幼虫血细胞数目与5龄幼虫死亡指数值呈负相关。【结论】家蚕造血调控因子基因的表达量影响血细胞密度,BmUsh和BmLz影响家蚕拟绛色细胞密度,BmBCFI与家蚕浆细胞形成有关。此外,BmBCFI和BmUsh可能与家蚕NF-κB信号通路激活有关,血细胞密度与高温饲养家蚕幼虫生存力呈正相关。