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【科研新进展】(186)植保学院应用昆虫学重点实验室在昆虫表皮碳氢化合物研究中取得新进展

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7月27日,植保学院应用昆虫学重点实验室研究团队在《PLoS Biology》上发表了题为“Modulation of fatty acid   elongation in cockroaches sustains sexually dimorphic hydrocarbons and female   attractiveness”的研究论文,详细阐释了昆虫表皮碳氢化合物(CHCs)雌雄性二型形成的分子机制和生物学意义。

雌雄性二型现象在动物界普遍存在,从进化生物学角度解释,它的形成是性别间非对称选择的结果,但是其形成的内部分子机制尚未得到充分的解释。昆虫CHCs是一种重要的保水性屏障,同时也是昆虫中关键的雌雄间化学通讯介质(性信息素),因此常表现出雌雄性二型。

研究团队发现性成熟的雌性德国小蠊(Blattellagermanica)与雄性相比具有更多长链CHCs,特别是接触性信息素前体物质3,11-DimeC29。通过基因组学、转录组学以及分子克隆技术共鉴定了24个可能调控德国小蠊CHC碳链长度的脂肪酸碳链延长酶家族基因(BgElos)。通过RNAi筛选和体外蛋白表达催化试验发现 BgElo12和BgElo24 基因同时参与德国小蠊CHC生物合成,BgElo24催化谱较广,BgElo12具有强烈的底物和产物选择性,抑制雌性高表达的BgElo12使雌性CHC图谱雄性化,并强烈下调接触性信息素及其前体物质的含量,进而显著削弱雌性蟑螂的性吸引力,证明了雌性碳氢化合物图谱有利于雌性维持高水平接触性信息素。此外,研究还发现 BgElo12 在两性间的不平衡表达受性别分化级联( Transformer -   Doublesex,Tra-Dsx)调控,雄性特异性的BgDsx-M抑制雄性 BgElo12的转录,雌性中BgTra能够将BgDsx -M剪接为无功能的BgDsx -F以消除这种抑制效果,从而维持高水平的BgElo12表达。

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原文链接:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001330

   

编辑:王学锋

终审:徐海