巧克力色蟻蠶基因突變之謎得解
日期：2010-07-20 10:16:46
西南大學(xué)蠶學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)研究所近日完成了家蠶伴性赤蟻突變基因定位克隆研究，并將成果發(fā)表于國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAS）。這一研究成果揭示了巧克力色蟻蠶的基因突變之謎，為科學(xué)家深層次認(rèn)識(shí)昆蟲色素提供重要的參考作用。
家蠶剛孵化時(shí)形如螞蟻，故稱蟻蠶。正常蟻蠶體色為黑色，伴性赤蟻突變純合型具有巧克力色的體色，且在胚胎后期具有溫敏致死效應(yīng)。經(jīng)典遺傳學(xué)研究表明，該突變位點(diǎn)位于家蠶的性染色體Z上，與性別連鎖，不但可以利用該突變色區(qū)分雌雄個(gè)體，而且因?yàn)闇囟让舾兄滤?，成為調(diào)控家蠶性別的重要靶標(biāo)基因。
據(jù)介紹，自蟻蠶溫敏性發(fā)現(xiàn)以來(lái)的10余年間，研究者們?yōu)榭寺≡摶蜃龀隽瞬恍傅呐?，但仍然沒有獲得有關(guān)該基因的任何片段。西南大學(xué)蠶學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)研究所家蠶基因組研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成員劉春等在國(guó)家“973”計(jì)劃的資助下，與日本合作，根據(jù)家蠶基因組研究結(jié)果，通過定位克隆的方法，對(duì)該基因分離群體進(jìn)行連鎖分析，最后鎖定了伴性赤蟻突變基因所在區(qū)域。
科研人員經(jīng)過努力，最終確定了該突變?yōu)榧倚Q酪氨酸羥化酶基因調(diào)控區(qū)域突變所致：在伴性赤蟻突變及等位致死突變中，兩個(gè)不同類型的轉(zhuǎn)座子分別通過重組替換和插入方式破壞該基因的轉(zhuǎn)錄調(diào)控序列，導(dǎo)致家蠶酪氨酸羥化酶基因的表達(dá)量急劇減少。
西南大學(xué)蠶學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)研究所家蠶基因組的研究結(jié)果表明，酪氨酸羥化酶的表達(dá)量減少是伴性赤蟻突變幼蟲形成巧克力色表皮的直接原因；同時(shí)，該基因的表達(dá)量過少還將導(dǎo)致伴性赤蟻致死突變品種不能孵化。
研究者認(rèn)為，黑色素與其他色素一起構(gòu)成了昆蟲，特別是蝴蝶豐富的斑紋和體色。事實(shí)上，昆蟲斑紋和體色隨季節(jié)和環(huán)境的變化而變化，是一個(gè)很普遍的自然現(xiàn)象。有趣的是，昆蟲的斑斕的色彩，不僅僅是擬態(tài)、尋偶和適應(yīng)環(huán)境等的需要。家蠶伴性赤蟻突變機(jī)制表明，色素代謝的紊亂，對(duì)昆蟲往往是致命的。
