第一節家蠶對BmNPV的抗性新種質的發現及鑒定
一、品種資源抗BmNPV抗性調查
家蠶對病毒的敏感性雖然決定於不同的內外環境因素,但最基本的抗性還是由遺傳因素決定的(Watanabe,1986)。通過抗性鑒定得出家蠶對NPV的抵抗性,無論是經創傷感染還是經口感染,不同的品種存在著很大的差異。荒武(1973)對日本現行生產用蠶品種及其雜交原種的感染抵抗性進行了比較,並對蛹體用累代注射NPV方法育種,結果抗病性能提高10~100倍。張遠能等(1982)研究了33個家蠶品種對NPV、CPV、FV和微粒子等6種蠶病的抗性差異,挖掘了一批單抗或兼抗的抗病品種。盡管世界科學家認為家蠶對BmNPV抗性品種間存在差異,是一種水平抗性,由多基因控製的,這種理論一直製約著世界科學家選擇家蠶抗BmNPV品種的步伐。本書作者依據事物“相生相克”的原理,預測家蠶一定會存在高抗BmNPV種質。1991~1993年通過對我國家蠶種質資源344個品種抗BmNPV鑒定,發現了1個地方品種具有高抗性,經口接種BmNPV,其LC50已達6.39×108多角體/ml,比感病品種高達近千倍,首次在世界上發現了高抗BmNPV資源。並且通過資源的抗性分類,提出家蠶資源對BmNPV的抗性呈正態分布。也就是說大多數品種對BmNPV處於水平抗性,少量品種處於高度敏感,同時也有少量品種存在高度抵抗。同時又認為鑒定出的抗性品係從品種角度考慮應該是一個對BmNPV抗性的雜合群體。因此,進一步通過係統分離和純化係統分離和純化,獲得高抗家蠶BmNPV新資源。這個抗性資源對BmNPV幾乎不感染,即使用自然分離出的高濃度病毒經口接種也不會發病。這是世界上目前發現最高抗的新資源。
二、芽生病毒(BV)皮下穿刺抗性鑒定
家蠶對BmNPV感染通常是由經口感染和皮膚感染兩種方式,為了進一步確認抗病品係血液是否抵抗BmNPV病毒侵染或者增殖,對抗病(NB)、感病(306)親本材料以及近等基因係(BC9),用帶有綠色熒光蛋白的BV在家蠶5齡期,通過皮下穿刺實驗。研究結果表明,抗性品係無熒光表現,感性品係出現明顯熒光,5齡第5天抗病品係成活、感病品係死亡。暗示抗性品係血液同樣可以抵抗病毒的侵染和複製。進一步將各個組織進行解剖,觀測發現抗性材料中腸、血淋巴、脂肪體、精巢、卵巢、神經等組織未見熒光,而感性材料則有熒光,表明感性材料穿刺BV有病毒感染。
三、分子水平的熒光定量PCR鑒定
對抗病、感病親本材料通過雜交和用感性親本回交9代以上建立了近等基因係。對這3個材料,在不同時間、不同組織取樣,以BmNPV病毒的DNA聚合酶為研究對象,經口接種BmNPV,采用熒光定量PCR分析,發現抗性品種對BmNPV第1屏障是中腸,比感性品種抵抗BmNPV複製能力高106數量級。進一步血液分析抗性品種比感性品種差異更大,達108數量級。
第二節 家蠶對BmNPV抵抗性的遺傳規律
一、經典遺傳學研究
孟智啟等(1982)實驗表明家蠶對NPV病毒經口感染的抵抗性遺傳方式,是受1對主效顯性基因主效顯性基因和若幹微效基因微效基因控製的。這種抵抗性的遺傳父本大於母本,有偏父遺傳現象,雜種一代(F1)的抗病性表現出雜種優勢,有超顯性現象。陳克平等(1996)試驗研究了家蠶對NPV的抵抗性及其遺傳規律,結果表明:家蠶品係間存在抗性差異,幼蟲期的攻毒發病率與全齡蟲蛹率成極顯著的負相關,抗性對感性呈不完全顯性,是由2對以上基因控製的,至少有1對為主效基因,再一次證明有偏父遺傳現象,其狹義遺傳力為36.1%。結果表明,不同家蠶品係對NPV的抗性差異極顯著。日本係統的品係的抗性比中國係統的品係強。錢荷英等(2006)用幾率值分析法和濃度(對數)死亡率幾率關係曲線法,研究家蠶對NPV病毒經口感染的抵抗性遺傳規律。結果顯示,家蠶對NPV病毒經口感染的抵抗性遺傳方式受1對主效基因和若幹微效基因控製;雜交後代(F1、F2)對於該病毒的抵抗性有偏父遺傳現象,雜交一代的抗病性表現出雜種優勢。
(一) 家蠶抗BmNPV基因效應值定量模型
1. 基本假設
家蠶性染色體屬ZW型,即雌為WZ,雄為ZZ。抗NPV病品種純合體基因型為(WZ+NN,Z+Z+NN),感病品種純合體基因型為(WZnn,ZZnn)。通過對抗病(R)、感病(s)以及F1、F2代攻毒試驗,其半致死濃度LC50分別為8.25、4.95、7.26、6.66,依據抗對感不完全顯性原理,提出如下假設。