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)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊美國《國家科學(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)家深層次認識昆蟲色素提供重要的參考作用。

家蠶剛孵化時形如螞蟻，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)分雌雄個體，而且因為溫度敏感致死，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)新團隊成員劉春等在國家“973”計劃的資助下，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，對該基因分離群體進行連鎖分析，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，該基因的表達量過少還將導(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制表明，色素代謝的紊亂，對昆蟲往往是致命的。