2021-08-30 17:32:01
7月27日,植保學(xué)院應(yīng)用昆蟲(chóng)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在《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(chóng)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(chóng)CHCs是一種重要的保水性屏障,同時(shí)也是昆蟲(chóng)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(Blattellagermanica)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(guò)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(guò)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)gDsx -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)。(作者: 劉小鳳 裴小津)