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我院應(yīng)用昆蟲學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在昆蟲表皮碳?xì)浠衔镅芯恐腥〉眯逻M(jìn)展

2021年7月27日,，我院應(yīng)用昆蟲學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際頂尖生物學(xué)期刊《 PLoS Biology 》上發(fā)表了題為“Modulation of fatty acid elongation in cockroaches sustains sexually dimorphic hydrocarbons and female attractiveness”的研究論文，詳細(xì)闡釋了昆蟲表皮碳?xì)浠衔铮–HCs）雌雄性二型形成的分子機(jī)制和生物學(xué)意義,。

雌雄性二型現(xiàn)象在動(dòng)物界普遍存在,，從進(jìn)化生物學(xué)角度解釋，它的形成是性別間非對(duì)稱選擇的結(jié)果,，但是其形成的內(nèi)部分子機(jī)制尚未得到充分的解釋,。昆蟲CHCs是一種重要的保水性屏障，同時(shí)也是昆蟲中關(guān)鍵的雌雄間化學(xué)通訊介質(zhì)（性信息素）,，因此常表現(xiàn)出雌雄性二型,。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)性成熟的雌性德國(guó)小蠊（  Blattella germanica ）與雄性相比具有更多長(zhǎng)鏈CHCs，特別是接觸性信息素前體物質(zhì)3,11-DimeC29,。通過基因組學(xué),、轉(zhuǎn)錄組學(xué)以及分子克隆技術(shù)共鑒定了24個(gè)可能調(diào)控德國(guó)小蠊CHC碳鏈長(zhǎng)度的脂肪酸碳鏈延長(zhǎng)酶家族基因（ BgElos ）。通過RNAi篩選和體外蛋白表達(dá)催化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn) BgElo12 和 BgElo24 基因同時(shí)參與德國(guó)小蠊CHC生物合成,， BgElo24催化譜較廣,，BgElo12具有強(qiáng)烈的底物和產(chǎn)物選擇性,，抑制雌性高表達(dá)的 BgElo12 使雌性CHC圖譜雄性化，并強(qiáng)烈下調(diào)接觸性信息素及其前體物質(zhì)的含量,，進(jìn)而顯著削弱雌性蟑螂的性吸引力,，證明了雌性碳?xì)浠衔飯D譜有利于雌性維持高水平接觸性信息素。此外,，研究還發(fā)現(xiàn) BgElo12 在兩性間的不平衡表達(dá)受性別分化級(jí)聯(lián)（ Transformer - Doublesex ,， Tra-Dsx ）調(diào)控，雄性特異性的BgDsx-M抑制雄性 BgElo12 的轉(zhuǎn)錄,，雌性中BgTra能夠?qū)?BgDsx -M剪接為無(wú)功能的 BgDsx -F以消除這種抑制效果,，從而維持高水平 的BgElo12 表達(dá)。

自2016年以來(lái),，我院應(yīng)用昆蟲學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室圍繞碳?xì)浠衔锏纳锖铣杉肮δ苷归_了系統(tǒng)研究,，相關(guān)研究成果在 Insect Biochemistry and Molecular Biology （Chen et al., 2016; Pei et al., 2019）,  Pest Management Science (Chen et al., 2020),  Insect science (Qiao et al., 2020; Pei et al., 2021)等國(guó)際主流期刊上發(fā)表。本研究中,，該團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)了一種全新的碳?xì)浠衔镄远托纬蓹C(jī)制,，同時(shí)也揭示了碳?xì)浠衔镄远驮诶ハx性信息素合成以及交配行為中的生物學(xué)意義。

原文鏈接：https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001330