待解决的问题，利用转基因技术体系，在实用品种的基础上，创造外源基因在家蚕丝腺特异表达的遗传素材、家蚕“永久蛹”遗传素材、高抗性素材和性别调控（雄蚕化）素材。 预期目标： (1)鉴定家蚕基因组中的piggyBAC类似序列；建立以微量注射和piggyBAC转座子载体为主的高效、安全的家蚕转基因技术体系，为验证不同类型基因的功能和定向改良家蚕性状奠定基础； (2)通过转基因技术和基因干涉技术体系，研究功能基因的改造、过剩表达和沉默，明确外源基因在蚕体组织器官特异表达的时空调控规律； (3)建立与完善家蚕重要性状和突变基因的近等基因系和近交系，筛选获得3-5个实用性状（如蚕茧产量与质量、抗性、摄食性等）相关的分子标记，建立家蚕分子标记辅助育种技术体系，创制5-7个新种质； (4)利用转基因等基因操作技术体系，创造和培育外源基因在家蚕丝腺特异表达的遗传素材、家蚕“永久蛹”遗传素材、高抗性素材和性别调控（雄蚕化）素材，获得转基因品系4-6个； (5)申请发明专利5-7项，在国内外核心刊物发表论文51-60篇，其中有重要影响的论文9-13篇；培养硕士研究生30名、博士研究生10名左右。 建议承担单位： 西南农业大学 中国农业科学院蚕业研究所 建议课题负责人： 鲁 成 西南农业大学 郭锡杰 中国农业科学院蚕业研究所 学 术 骨 干： 李 斌 西南农业大学 代方银 西南农业大学 沈兴家 中国农业科学院蚕业研究所 李木旺 中国农业科学院蚕业研究所 唐顺明 中国农业科学院蚕业研究所 徐安英 中国农业科学院蚕业研究所 经 费 比 例： 23% 课题5、家蚕生物工厂及基因组应用的拓展研究 利用昆虫病毒表达载体系统，迄今为止成功在家蚕体内合成了400余种有用蛋白质，部分产品已经面市。家蚕蛋白质合成的高效性、高等生物蛋白质的后修饰加工能力、生产的大规模低成本优势以及对人畜安全性等，满足了新一代生物反应器的基本要求，有巨大的开发应用潜力。本课题的研究目标是：利用转基因技术，探索建立以家蚕绢丝腺为载体的生物合成工厂模式，探索家蚕功能基因组基础理论和技术在鳞翅目昆虫上的拓展应用。 主要研究内容： （1）家蚕丝腺生物工厂基础体系 家蚕丝腺生物工厂基础体系中必须包括三个要素，即外源蛋白质在丝腺的特异表达，具有较高的表达量，具有生物活性。因此，本课题将克隆p25、FibL和FibH等丝腺特异基因的上游启动子序列，利用转基因家蚕体系，向家蚕基因组插入外源基因序列，并实现在丝腺的特异表达；在丝蛋白质缺乏（如丝胶蚕）突变系统中建立外源基因插入系统，以提高蛋白质的表达量；结合课题3的基础，研究丝腺中蛋白质分泌和加工的特性，建立能生产具有生物活性的外源蛋白质体系。 （2）利用丝腺工厂生产高附加值蛋白的产业化基础 家蚕属于高等真核生物，具有对蛋白质进行修饰加工的能力，这是家蚕表达系统较之于大肠杆菌等的主要优势。因此，家蚕生物工厂最适合生产其他表达系统难以解决活性问题的蛋白质。本部分研究的内容，是利用已经构建成功的人成骨生长因子和副流感病毒幼苗转基因蚕载体，获得丝腺表达外源蛋白质的转基因蚕，探讨其产业化（包括蛋白质活性和下游纯化等）关键问题。 （3）作为模式昆虫在农林害虫防治上的应用 为拓展家蚕功能基因组研究的应用，适当布臵力量探索性研究鳞翅目害虫特异基因，为进一步研究积累经验。主要将利用比较基因组学方法，研究鳞翅目主要害虫的分子进化关系；分离克隆2～5个鳞翅目昆虫（以棉铃虫为主）与味觉嗅觉、发育致死和Bt抗性等相关的功能基因；以家蚕为模式，研究昆虫—植物和昆虫—微生物之间的相互作用关系，探索突变基因和遗传不育在害虫防治中的应用。 1.总体目标：利用转基因技术，探索建立以家蚕绢丝腺为载体的生物合成工厂模式，探索家蚕功能基因组基础理论和技术在鳞翅目昆虫上的拓展应用。 2.五年预期目标 （1） 建立家蚕丝腺生物工厂基础体系，构建3～4个通用的家蚕丝腺生物工厂的转基因载体； （2） 建立利用丝腺工厂生产高附加值蛋白的产业化技术体系，获得丝腺表达外源蛋白质的转基因蚕素材4～5个； （3） 探索鳞翅目主要害虫的杀虫剂抗性的分子进化以及昆虫与植物的协同进化，获得2～5个鳞翅目昆虫（以棉铃虫为主）与味觉、嗅觉、发育致死和Bt抗性等相关的功能基因； （4） 建立利用家蚕生产生物杀虫剂的基础体系；探索突变基因和遗传不育在害虫防治中的应用； （5） 获基因专利2～3个、家蚕丝腺生物工厂相关专利1～3个， 在国内外核心刊物发表论文25～35篇，其中有重要影响的论文5～7篇； （6） 培养和造就3～5名中青年学术带头人和不同层次的科技新人，培养硕士研究生15～20名、博士研究生10～12名。 建议承担单位： 苏州大学 西南农业大学 建议课题负责人： 沈卫德 苏州大学 何宁佳 西南农业大学 学 术 骨 干： 贡成良 苏州大学 徐世清 苏州大学 潘敏慧 西南农业大学 薛仁宇 苏州大学 司马杨虎 苏州大学 经 费 比 例： 10% 课题6、家蚕及病原物的小mRNA、小肽功能研究 细胞内小分子RNA及小分子肽类物质在生物体发育过程中对基因的差异表达、mRNA剪接的调控、染色体端粒的维持等方面的功能日益受到重视。在这里我们主要解决两个问题，一是研究家蚕细胞与病原物基因组中的小分子mRNA和小肽分子结构与功能，二是研究小分子mRNA和小肽分子与相关基因转录、表达、调控和DNA复制的关系。 主要研究内容： （1）家蚕小分子mRNA和小肽研究 研究在家蚕生长发育过程中小分子RNA和小肽的种类、分子结构和数量，建立小分子RNA和小肽数据库；研究小分子RNA和小肽生物学功能。寻找家蚕发育过程中的关键蛋白，为家蚕主要经济性状改良提供新的靶点；寻找具有重要价值的活性小肽；建立与蛋白稳定相关基因在生长发育、代谢调控和环境应答等的基因表达谱，研究关键基因的功能。 （2）小分子mRNA和小肽分子与转录、表达、调控和DNA复制的关系 主要研究小分子mRNA和小肽分子与DNA复制以及在转录和表达水平上与其他基因的相互关系。 五年预期目标： （1）建立家蚕和病原物的小分子RNA及小分子肽与药用相关的基因文库和活性多肽库。初步完成6～10个与发育或者药用相关的完整基因及其蛋白功能的研究；分析家蚕新神经肽基因对家蚕生长发育的调控机理；获得通过小mRNA进行遗传调节的素材1～2个； （2）分析鳞翅目昆虫变态发育过程中气管发育、细胞凋亡的主要信号传导途径； （3）在丝腺细胞内基因组多倍化和蛋白分选的调控机制研究方面取得进展； （4）定量地掌握感病品种BmNPV在不同组织、时期复制和增殖情况；查明目前所发现的唯一家蚕抗BmNPV病品种哪个组织部位是BmNPV失活或者被抑制的屏障以及机理； （5）获得家蚕抗BmNPV病相关的主要蛋白及基因2～3个；阐明BmNPV病毒P74、gp64等主要基因的家蚕宿主的受体蛋白及其相互作用机理；培育出家蚕抗BmNPV新种质1～2个； （5）发表SCI论文19～24篇左右，其中具有重要学术价值论文6～9篇，申请中国发明专利3～4项以上。培养博士生5人，11硕士研究生8人。 建议承担单位： 浙江理工大学 建议课题负责人： 张耀洲 浙江理工大学 学 术 骨 干：吴祥甫 浙江理工大学 张志芳 中国农业科学院生物技术研究所 徐卫华 中国科技大学生命科学学院 陈克平 江苏大学 陈 建 浙江理工大学 经 费 比 例： 8% 6．课题关系 家蚕基因组图谱整合与基因定位研究（课题1）是功能基因大规模筛选鉴定的基础，家蚕重要经济性状功能基因研究（课题2）是整个项目的主体，家蚕重要功能基因的蛋白质产物分析（课题3）是基因功能鉴定的必要手段和补充，家蚕品质分子改良与素材创新研究（课题4）是分子改良研究的主体，家蚕生物工厂及基因组应用的拓展研究（课题5）是功能基因组应用研究的拓展，家蚕及病原物小mRNA和小肽功能研究（课题6）是前5个课题研究内容的必要补充。
四、年度计划
研究内容 1．整合国际家蚕全基因组数据，建立高密度的微卫星标记连锁图和物理图谱，建立已有分子标记之间的联系，并组配对应于家蚕各连锁群的各种形态标记基因的杂交组合。 2．对家蚕主要经济性状相关基因进行全基因组分析，建立大规模功能基因筛查体系，克隆关键基因全序列并分析其表达特征，创建用于基因功能研究的遗传材料。 3．建立家蚕蛋白质组学分析高精度双向电泳体系和家蚕蛋白质质量指纹图谱鉴定技术，建立家蚕全基因组蛋白质理论指纹图谱及特定发育时期和组织器官蛋白质双向电泳图谱。 4．鉴定克隆家蚕piggyBAC类似序列和特异启动子，构建转座子重组载体，建立导入家蚕早期胚胎的方法，建立完善家蚕近等基因系和近交系，筛选家蚕实用性状相关的分子标记。 5．构建适合家蚕生物工厂的遗传材料体系，构建人成骨生长因子和副流感病毒疫苗转基因蚕载体，建立利用丝腺生产高附加值蛋白的产业化基础。 6．分析鉴定家蚕和主要病原物的小分子RNA和小肽，探究家蚕与病原微生物之间的相互关系，研究适合构建抗性素材的品种材料。 预期目标 1．完成目前主要国际组织家蚕基因组信息的整合，构建含1200-1500个微卫星标记的遗传连锁图，利用现有的BAC文库构建家蚕物理图谱并完成40000个BAC克隆的指纹图谱分析，建立各种形态标记基因BC1群体的杂交组合。 2．获得180个与重要经济性状相关的侯选基因，设计制作含22000个探针的家蚕全基因组芯片并完成SAGE分析；克隆100个关键侯选基因的全长序列并确定50个重点基因的表达特征； 3．建立适合于家蚕的高精度双向电泳技术体系和基于质量指纹图谱分析的家蚕蛋白质鉴定技术，获得3个以上组织器官的高丰度蛋白质组标准图谱，质谱鉴定1000个以上的蛋白斑点序列，建立家蚕蛋白质组数据库结构框架。 4．分析克隆家蚕piggyBAC类似序列和特异启动子，并应用于载体构建，建立导入家蚕早期胚胎的技术。 5．研究确定应用于家蚕生物工厂生产的3个目标蛋白质药物，获得以p25、FibL和FibH启动子元件携带报告基因（DsRed）的转基因载体，以及丝腺特异性表达人成骨生长因子和副流感病毒疫苗等转基因载体；获得稳定的丝蛋白质缺乏（如丝胶蚕）突变家蚕体系。 6．建立小分子mRNA和小肽研究技术体系,获得100条家蚕功能性小分子RNA和小肽。 7．在国内外核心刊物发表论文26~33篇，其中有重要影响的论文4-7篇，申报专利2-3项。 第 一 年