蜱类是专性吸血的外寄生动物,传播多种人畜疾病,对人类健康和畜牧业造成极大危害。蜱类的危害程度与其种群数量密切相关,而种群数量的大小又取决于繁殖的成功率,卵黄发生在其繁殖过程中居核心地位,而卵黄发生诱导因子(vitellogenesis inducing factor,VIF)的成分、理化性质、分子特征、由何处合成、如何在卵黄发生中起作用等尚不明确。本项目在申请者前期工作积累的基础上,以重要媒介蜱种- - 长角血蜱(Haemaphysalis longicornis)为研究对象,运用生物化学、分析化学、高效液相色谱(HPLC)、组织培养(TC)和生物测定等生物学及其交叉学科的研究技术,对卵黄发生诱导因子进行深入系统研究,在雄蜱生殖系统中分离鉴定VIF,揭示VIF的成分、分子结构、理化性质和生物学功能,为深入阐明卵黄发生调控机制以及制定蜱类的有效防治对策建立基础,具有重要的理论意义和应用潜能。
Haemaphysalis longicornis;vitellogenesis;inducing factor;identification;function
蜱类是重要的媒介节肢动物,对其研究具有重要的经济学、医学和流行病学意义。蜱类生殖生理学是研究的热点领域。本项目以长角血蜱(Haemaphysalis longicornis)为研究对象,综合运用生物化学、分子生物学、质谱学、生物信息学、生物测定和免疫学等现代生物学及其交叉学科的研究技术,对卵黄发生诱导因子(vitellogenesis inducing factor,VIF)进行了系统研究,对于揭示蜱类生殖生物学规律、适应对策和蜱的防治具有重要的科学意义,主要研究结果如下在雄蜱精巢、输精管和附腺粗提物中,利用蛋白分离技术和生物测定确定了具有VIF活性成分的样品,对有效成分作进一步分离纯化。结果表明粗提物中的VIF活性组分能够促进雌蜱快速饱血和卵巢发育。构建了高质量的饱血雄蜱性腺cDNA文库,初级文库库容量是1.71×106,扩增文库的库容是2.8×108。筛选、克隆出VIF的全长序列,全长647 bp,开放式阅读框起始于116位终止于572位,共编码152个氨基酸。发育10 d后的卵,处于饥饿期的幼蜱、若蜱、雌蜱、雄蜱均不表达VIF,吸血96 h的未交配雌蜱各组织均检测不到VIF。RT-PCR和Real-Time PCR分析表明吸血或者雄蜱性腺发育成熟是VIF合成的必要条件,推测合成位点是雄蜱的精巢/输精管。通过原核表达技术获得VIF重组蛋白,将重组蛋白注射入吸血而未交配的雌蜱体内,对吸血时间、饱血率、卵巢重量和形态变化进行检测,结果表明VIF重组蛋白具有明显刺激雌蜱快速饱血和卵巢发育的作用。以VIF重组蛋白为抗原,免疫新西兰大白兔,将长角血蜱成蜱喂养于免疫过的兔子耳上,与载体蛋白对照组相比,其吸血时间明显延长并且叮咬率下降,饱血体重与对照组相比有较为明显的降低,表明VIF重组蛋白具有开发抗蜱疫苗的潜在价值。