1 昆虫遗传学研究进展

 

 

 

    2010年国内昆虫遗传学研究有个不小的突破，就是西南大学蚕学与系统生物学研究所和中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所的科研人员分别利用图位克隆的方法分离到决定性状的目的基因，这两篇文章分别发表在著名的科学期刊PNAS和Development上。这是中国的科研人员首次利用图位克隆的方法分离家蚕上的目的基因。

 

 

 

    家蚕是鳞翅目昆虫，它是昆虫中一种重要的模式昆虫，同时也是重要的经济昆虫。家蚕基因组测序数据库早在2007年由中国西南大学和日本农业生物资源研究所联合发布，而且植物生理生态研究所和西南大学科研人员先后构建了不同的高密度家蚕遗传连锁图，SSR和AFLP分子标记遗传连锁图，为家蚕遗传学的研究打下了坚实的基础。图位克隆是分离决定性状的基因方法，植物学家已经利用该方法在水稻中分离了大量控制水稻优质高产和抗逆的基因，为水稻遗传改良做铺垫。同样，家蚕作为重要的经济昆虫，决定蚕丝产量和品质的基因还知之甚少，科研人员利用该方法可以分离更多决定蚕丝产量、品质和抗病的基因，为家蚕遗传改良奠定了基础。

 

 参考文献：

 

Liu, C., K. Yamamoto, et al. (2010). "Repression of tyrosine hydroxylase is responsible for the sex-linked chocolate mutation of the silkworm, Bombyx mori." Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107(29): 12980-12985.

 

Zhan, S. A., Q. H. Guo, et al. (2010). "Disruption of an N-acetyltransferase gene in the silkworm reveals a novel role in pigmentation." Development 137(23): 4083-4090.

 

 

 

     今年在昆虫学基因组研究上的一个重大成果就是高分辨率的家蚕丝腺DNA甲基化谱的测定。这个甲基化谱是昆虫中的第一个单碱基分辨率甲基化谱。这个工作由中科院昆明动物研究所、深圳华大基因研究院和西南大学蚕桑学重点实验室等研究机构的科研人员共同完成。

 

     DNA甲基化是表观遗传学的重要标记，在基因组防御、基因调控等方面都发挥着重要作用。家蚕甲基化谱的完成对研究表观基因调控具有重要意义，另外对研究表观遗传学对家蚕驯化的影响也有重要的作用。

 

 参考文献：

 

Xiang, H., J. D. Zhu, et al. (2010). "Single base-resolution methylome of the silkworm reveals a sparse epigenomic map (vol 28, pg 516, 2010)." Nature Biotechnology 28(7): 756-756.

 

 

 

     中科院遗传与发育生物学研究所的科研人员研究发现蜕皮激素可以通过蜕皮激素下游的早期反应基因Br-C促进蜕皮激素的合成，表明蜕皮激素可以通过其下游基因正向反馈调控自身的合成，这样可以很好的解释在昆虫蜕皮之前昆虫体内蜕皮激素快速升高的机理，同样也暗示在蜕皮之后昆虫体内的蜕皮激素快速降低也可能与这种反馈机制有关。

 

    蜕皮激素是昆虫体内的重要激素，参与调控昆虫的生长、蜕皮和变态。果蝇是全世界广泛使用的模式动物，具有生活史周期短，繁殖快速；基因组小，只有4×2条染色体；遗传学操作技术成熟等特点。科研人员利用果蝇已经研究了很多与人类疾病有关的科学问题，在神经生物学和行为学领域果蝇也做出了巨大的贡献，但是人们往往忽视了果蝇是一种昆虫，目前利用果蝇的遗传学优势研究昆虫学的问题也越来越受到昆虫学家的亲睐。利用果蝇的优势将为昆虫学的研究带来空前的革新。

 

 

 

 

Xiang, Y. H., Z. H. Liu, et al. (2010). "br regulates the expression of the ecdysone biosynthesis gene npc1." Developmental Biology 344(2): 800-808.

 

 

 

 

     首都师范大学生命科学院的研究人员研究发现了2个1.65亿年前的化石昆虫标本，经鉴定为2种侏罗纪时期的脉翅目昆虫新种。化石标本保存完好，昆虫的羽叶状翅脉清晰可见。因此脉翅目昆虫物种起源于至少1.65亿年以前，起源时间由之前报道的1.2亿年前推前了4500万年。昆虫古生物学的研究为昆虫的进化提供了强有力的化石证据。

 

    另外，西南大学蚕学与系统生物学研究所的科研人员测序了41种家蚕线粒体基因组序列，并从这些线粒体基因组序列中鉴定了347个SNPs。利用鉴定的 SNPs进行了分子系统发育分析，发现家蚕和中国的野蚕具有紧密的亲缘关系，更加确定了家蚕起源于中国而不是起源于日本。同时，还发现线粒体基因组中一个 编码基因在家蚕的驯化过程中发生了强烈的正向选择，该基因参与了能量代谢，因此推测该基因很可能与家蚕的驯化有关系。

 

 参考文献：

 

 

 

Wang, Y. J., Z. Q. Liu, et al. (2010). "Ancient pinnate leaf mimesis among lacewings." Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107(37): 16212-16215.

 

Li, D., Y. R. Guo, et al. (2010). "Genetic diversity, molecular phylogeny and selection evidence of the silkworm mitochondria implicated by complete resequencing of 41 genomes." BMC Evolutionary Biology.

 

 

 

 

 

由于本人才疏学浅，如有遗漏和错误，请专家补充和批评指正。该盘点并没有把所有和果蝇有关的研究都囊括进来，原因是有些利用果蝇研究的科学问题在昆虫学领域以外或者比昆虫学领域更广义。