鞘翅目昆虫翅膀的转录组学探索揭示了与elytron 相关的新结构进化

获得新特征是有机体进化的核心，但这一过程背后的分子机制尚不清楚。甲虫的前翅（鞘翅）经过进化改造以充当保护盾，为研究这些机制提供了独特的机会。过去，在研究鞘翅（候选基因）的进化时，果蝇研究的翅基因网络中基因的直系同源物是起点。虽然有效，但候选基因列表是有限的，并且只能探索跨物种保守的基因。为了超越候选基因，我们使用 RNA 测序并探索了两种鞘翅目物种的翅膀转录组，即赤拟谷盗 (Tribolium castaneum) 和日本雄鹿甲虫 (Dorcus hopei)。我们的分析揭示了鞘翅鞘中富含的一组基因（57 个基因）和后翅特有的基因，后翅具有更“典型”的昆虫翅膀形态（29 个基因）。超过三分之一的后翅富集基因是“候选基因”，其功能先前在 Tribolium 中进行过分析，证明了我们测序的稳健性（图 1）。

图 1. 两种昆虫中的基因表达分析

虽然重叠是有限的，但甲虫物种之间的转录组学比较发现了一组共同的基因，包括关键的翅膀基因，在鞘翅或后翅中富集。我们对 Tribolium 中富含 elytron 的基因进行的 RNA 干扰分析发现了新基因，这些基因在形成鞘翅独有的形态学的各个方面方面发挥作用，例如色素沉着、硬化、感觉发育和静脉形成（图 2）。

图 2. Tc-msr RNAi

我们的分析加深了我们对基因网络进化如何促进 elytron 出现的理解，elytron 是一种对甲虫进化成功至关重要的独特结构。

https://doi.org/10.1002/jez.b.23188

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