2014年9月10日生物学类世界著名杂志Molecular Biology and Evolution(最新SCI影响因子:14.308)在线发表了我校生命科学学院张泽教授领导的进化与功能基因组学实验室关于家蚕驯化过程中蜕皮激素代谢相关基因受到选择的证据的最新研究成果。
家蚕由中国野桑蚕驯化而来。长期的驯化选择使家蚕的众多特征发生了与其野生祖先显著不同的变化,如同一母系来源的家蚕发育较为整齐,而野桑蚕为应对不良环境,其发育速度通常差异较大。因此,家蚕发育整齐度是典型的驯化性状,也是家蚕遗传育种中蚕种评价的一个重要标准。但是,对于该性状的分子机理至今仍然不清楚。蜕皮激素是昆虫发育最为重要的两类激素之一,其滴度变化对昆虫正常发育是至关重要的。张泽教授(论文通讯作者)的博士后孙伟(论文第一作者)和其他研究人员发现有54.24%的家蚕品系在蜕皮激素代谢关键基因—蜕皮激素氧化酶(Ecdysone oxidase, EO)的上游调控区域插入了一个转座子,而所有野桑蚕均无此插入。研究人员通过群体遗传学方法发现这个转座子插入对家蚕的驯化是有利的;利用分子生物学和细胞生物学技术发现该转座子内含有能响应蜕皮激素的元件,从而增强下游EO基因的表达;表型实验进一步表明具有转座子插入的家蚕品系在经受食物短缺时发育速度不受影响,而没有转座子插入的品系则会加快发育。该项研究的结果说明转座子插入介导的EO基因表达水平变化导致了家蚕与野桑蚕在发育整齐度方面的差异,阐明了家蚕驯化发育性状转变的分子机制,强调了基因表达调控在驯化动物性状转变中的特殊作用,具有重要的理论意义。而且,该研究发现的转座子插入还可以作为家蚕育种的分子标记,具有重要实践价值。
西南大学相关研究人员也参与了该研究的部分工作。研究课题获得了国家科技部863项目(2013AA102507-2)、国家自然科学基金(No. 31272363, No. 31402014)和中国博士后基金(2014M552315)的经费资助。
文章链接:
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http://mbe.oxfordjournals.org/content/early/2014/09/10/molbev.msu261.abstract)。