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美麗的蝴蝶，漂亮的七星瓢蟲，都是人們贊美的對(duì)象。而事實(shí)上，昆蟲豐富的色彩，并不僅僅是為了“好看”。對(duì)于昆蟲自身而言，體色和斑紋在躲避天敵、求偶和適應(yīng)環(huán)境等方面都有重要作用。
西南大學(xué)家蠶基因組研究團(tuán)隊(duì)利用家蠶進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲體色的改變，有時(shí)會(huì)非常致命。該成果近日在學(xué)術(shù)期刊PNAS上在線發(fā)表家蠶剛孵化時(shí)形如螞蟻，故稱蟻蠶。正常蟻蠶體色為黑色，一種伴性赤蟻（sch，sex-linked chocolate）突變，純合型具有巧克力色的體色。由于該基因位于家蠶Z染色體上，所以雜合型只有雌蠶變成了巧克力色，而雄蠶仍然為黑色。然而，雌蠶“美麗變身”的代價(jià)十分慘重：失去了對(duì)高溫的耐受能力，遇高溫則會(huì)因不能孵化而死亡。為何顏色的改變會(huì)帶來如此嚴(yán)重的后果，其原因一直不明。
該團(tuán)隊(duì)劉春等通過定位克隆的方法，對(duì)該基因分離群體進(jìn)行連鎖分析，zui后鎖定了sch突變基因所在區(qū)域。經(jīng)過努力，zui終確定了該突變?yōu)榧倚Q編碼酪氨酸羥化酶基因（Th，tyrosine hydroxylase）調(diào)控區(qū)域突變所致：在sch突變及等位致死突變中，兩個(gè)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BmTh基因的表達(dá)量變化，降低了由酪氨酸多巴的反應(yīng)，zui終給家蠶帶來致命影響。
該研究發(fā)現(xiàn)的酪氨酸羥化酶是位于黑色素合成途徑中的*個(gè)關(guān)鍵酶。黑色素與其它色素一起構(gòu)成了昆蟲，特別是蝴蝶豐富的斑紋和體色。劉春等人的研究還表明，家蠶Th基因突變位點(diǎn)所在的調(diào)控區(qū)域可能具有高溫應(yīng)激功能，行使高溫刺激下增加基因表達(dá)量，以彌補(bǔ)因高溫帶來的酶活性損失的功能。這一結(jié)果暗示了自然界中昆蟲體色斑紋受環(huán)境因素等影響的一個(gè)重要機(jī)制，并對(duì)人們深層次認(rèn)識(shí)昆蟲色素功能具有重要的參考價(jià)值。
由西南大學(xué)家蠶基因組團(tuán)隊(duì)代方銀等完成的另一個(gè)家蠶色素合成相關(guān)突變，即家蠶暗化型（mln）突變基因的定位克隆研究，也于今年發(fā)表于JBC上。兩篇論文都得到了國家“973”計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。這也是該團(tuán)隊(duì)在“發(fā)現(xiàn)基因，研究基因，利用基因”方面的又一個(gè)重要進(jìn)展。
