家蠶繭絲性狀的遺傳基礎(chǔ)研究*

欒 悅 李春林 代方銀

(家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部蠶桑生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西南大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院，重慶 400716)

家蠶繭絲性狀的遺傳基礎(chǔ)研究*

欒 悅 李春林 代方銀

(家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部蠶桑生物學(xué)與遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西南大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院，重慶 400716)

蠶業(yè)是中國(guó)農(nóng)業(yè)的重要組成部分，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活具有重要意義。絲綢及相關(guān)產(chǎn)業(yè)使用的原料為繭絲，繭絲性狀可謂被直接利用的家蠶最重要的經(jīng)濟(jì)性狀，主要由蠶品種遺傳基礎(chǔ)決定。因此，繭絲性狀的遺傳學(xué)研究一直是蠶業(yè)科技的重要領(lǐng)域，備受家蠶育種學(xué)家關(guān)注。然而，繭絲性狀為數(shù)量性狀，其遺傳基礎(chǔ)的解析是蠶學(xué)研究的難點(diǎn)之一。鑒于對(duì)繭絲性狀遺傳控制機(jī)制的認(rèn)識(shí)對(duì)于家蠶育種的重要意義，從經(jīng)典遺傳到分子層面均具有眾多研究，但至今尚無任一控制家蠶繭絲性狀的QTL位點(diǎn)獲得功能上的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文綜述了該領(lǐng)域的主要研究進(jìn)展。

繭質(zhì)性狀；數(shù)量遺傳；分子標(biāo)記；QTL

中國(guó)養(yǎng)蠶業(yè)具有悠久的歷史，不僅是中國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)體的重要組成部分，也是中國(guó)農(nóng)業(yè)文明的發(fā)端性內(nèi)容，養(yǎng)蠶業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展對(duì)中國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)整體發(fā)展具有重要意義。家蠶作為一種鱗翅目經(jīng)濟(jì)昆蟲，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值長(zhǎng)期以來主要體現(xiàn)在繭絲生產(chǎn)中，繭絲作為純天然的蛋白質(zhì)纖維，具有其獨(dú)特的優(yōu)良性狀。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)目前蠶絲產(chǎn)量占到世界總量的76%。與此同時(shí)，世界對(duì)蠶絲需求量保持穩(wěn)中有升，中國(guó)作為蠶絲最大出口國(guó)仍將大有可為。此外，生活水平的提高帶動(dòng)了人們對(duì)生活材料質(zhì)量的追求。蠶絲擁有著“纖維皇后”的美譽(yù)[1]，目前廣泛應(yīng)用于服裝、美妝以及醫(yī)藥行業(yè)。人們對(duì)繭絲產(chǎn)品高端品質(zhì)的追求促使蠶業(yè)育種學(xué)家培育高品質(zhì)蠶繭品種，繭絲性狀是家蠶最主要的育種選擇性狀。

通常，繭絲性狀主要包括全繭量、繭層量、繭層率、繭絲長(zhǎng)和繭絲纖度等[2]，且都具有數(shù)量性狀特征。隨著蠶業(yè)生物技術(shù)的發(fā)展，育種學(xué)家逐漸將高效的分子標(biāo)記育種技術(shù)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為育種過程的主要手段，而分子標(biāo)記育種依賴于數(shù)量性狀遺傳基礎(chǔ)的解析。因此，繭絲相關(guān)數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)解析成為備受關(guān)注的基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容。

家蠶繭絲性狀作為數(shù)量性狀具有極為復(fù)雜的遺傳機(jī)制，一直是本領(lǐng)域的研究難題。截止目前，已從多個(gè)方面對(duì)家蠶繭質(zhì)性狀進(jìn)行研究，如以RAPD、AFLP為基礎(chǔ)的圖譜的建立[3-4]以及與繭絲性狀相關(guān)的Fkh/SGF-1、SGF-2和POU-M1/SGF-3等[5-7]重要調(diào)控因子的功能研究等，這些成果都成為高產(chǎn)量高品質(zhì)家蠶品種培育的理論支撐。

本文圍繞家蠶繭絲性狀研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，以期對(duì)繭絲性狀的深入研究和蠶品種選育提供有益參考。

1 繭絲性狀的遺傳

繭絲性狀是數(shù)量性狀，主要包括全繭量、繭層量、繭層率、繭絲長(zhǎng)和繭絲纖度等。自1928年沈敦輝提出繭質(zhì)性狀是由4對(duì)基因控制的假設(shè)至今,繭絲性狀數(shù)量遺傳研究已近一個(gè)世紀(jì)之久。在研究早期，中國(guó)蠶業(yè)育種學(xué)家們通過對(duì)數(shù)量性狀遺傳效應(yīng)評(píng)估來引導(dǎo)遺傳育種。1988年劉世安和吳玉澄對(duì)家蠶重要數(shù)量性狀進(jìn)行了遺傳分析，結(jié)果顯示全繭量、繭層量、繭絲量和繭絲纖度等性狀的遺傳模型都為加性-顯性效應(yīng)，通過方差分析，發(fā)現(xiàn)加性與顯性效應(yīng)都極為顯著，并建議在育種時(shí)要充分利用和遵循遺傳模型，如由于其顯性效應(yīng)不完全，所以在家蠶育種中這4種性狀應(yīng)采取選拔改良的措施，使基因得以累加，從而得到理想的品系。而繭絲長(zhǎng)則由于存在上位效應(yīng)不能通過加性-顯性效應(yīng)模型指導(dǎo)育種[8]。同年，李晚忱使用四個(gè)品種兩兩雜交，通過聯(lián)合尺度檢驗(yàn)表明只有其中一對(duì)才完全符合加性-顯性效應(yīng)，該實(shí)驗(yàn)證明全繭量和繭層重的遺傳機(jī)制較為復(fù)雜，其遺傳效應(yīng)不能一概而論，因品系不同而有所變化[9]。1993年，何克榮等人進(jìn)行了2年的不完全雙列雜交試驗(yàn)，對(duì)繭絲凈度的遺傳效應(yīng)進(jìn)行解析。分析結(jié)果表明繭絲凈度受品種-環(huán)境交互作用的影響很大，也就是說不同品種家蠶在不同環(huán)境其凈度變化具有不一致性，從而對(duì)基因與環(huán)境互作對(duì)數(shù)量性狀的影響進(jìn)行了初步探索[10]。1997年，鐘伯雄等人采用廣義遺傳模型分析得知，全繭量和蛹重等性狀受性連鎖效應(yīng)作用強(qiáng)度高達(dá)50%，加性和顯性效應(yīng)值都為15%；繭層量和絲素量主要受加性效應(yīng)作用，占50%，而受性連鎖效應(yīng)影響不大；繭層率中加性效應(yīng)和性連鎖效應(yīng)所占比例都為30%。而母體效應(yīng)對(duì)以上5個(gè)性狀的影響都不大[11]。通過這些研究可見，由于繭絲量雜種優(yōu)勢(shì)率較高，故而不適合累代選擇，而更容易通過組配優(yōu)良的雜交組合來提高一代雜交種的繭絲量；對(duì)繭絲長(zhǎng)、繭層量而言，基因加性效應(yīng)占比例較大，故而適合累代選擇。且研究發(fā)現(xiàn)，繭絲長(zhǎng)的有效基因?yàn)?群，控制繭層量的基因有5群，為家蠶第2、3、11、14、16連鎖群[12]。由此可見，繭質(zhì)性狀的遺傳較為復(fù)雜，其中有加性效應(yīng)、顯性效應(yīng)、上位效應(yīng)和性連鎖效應(yīng)等共同作用，且對(duì)于全繭量、蛹重和繭層率等性狀中受性連鎖效應(yīng)影響很大。這些研究結(jié)論都對(duì)之后育種及繭絲性狀深入研究具有一定指導(dǎo)意義。

2 繭絲性狀的QTL研究

分子標(biāo)記育種具有方向性明確和耗時(shí)短等優(yōu)點(diǎn)，而其理論基礎(chǔ)在于數(shù)量性狀遺傳基礎(chǔ)的解析。對(duì)于繭絲性狀來說，其數(shù)量遺傳研究已有眾多進(jìn)展。

研究者們針對(duì)家蠶數(shù)量性狀基因定位需要建立了眾多分子連鎖圖譜。1995年，Shi等人以親本p50和C108產(chǎn)生的F2代為基礎(chǔ)，利用限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性(RFLPs)構(gòu)建了分子連鎖圖譜[13]；1998年，Yasukochi構(gòu)建了覆蓋家蠶Z染色體在內(nèi)的28條染色體，包括1 018個(gè)遺傳標(biāo)記的分子連鎖圖譜，其分子標(biāo)記是以PCR技術(shù)為基礎(chǔ)的隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA(RAPD)標(biāo)記，該圖譜是昆蟲中第一個(gè)覆蓋度如此高的分子連鎖圖譜[3]；2001年，Tan等人構(gòu)建了家蠶中第一個(gè)擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性(AFLP)連鎖圖譜，該圖譜構(gòu)建群體是來自親本782 × od100的含47個(gè)子代的回交群體，其中共含1 248個(gè)多態(tài)性AFLP標(biāo)記[5]；2005年，Miao等人在家蠶中建立了含518個(gè)簡(jiǎn)單重復(fù)序列(SSR)標(biāo)記的遺傳連鎖圖譜[14]；2008年，張烈等人構(gòu)建了家蠶高密度AFLP分子標(biāo)記連鎖圖譜，該圖譜具有814個(gè)標(biāo)記和36個(gè)連鎖群[15]；2009年，Zhan等人為提高SSR連鎖圖譜的精度，建立含692個(gè)SSR位點(diǎn)的高精度圖譜[16]。以上這些遺傳圖譜都從分子層面對(duì)家蠶繭質(zhì)性狀研究提供數(shù)據(jù)支持。針對(duì)于連鎖定位法發(fā)展了許多分析模型，如區(qū)間作圖法(IM)[17]、復(fù)合區(qū)間作圖法 (CIM)[18]、包容復(fù)合區(qū)間作圖法 (ICIM)[19]和混合線性模型分析法(LMM)[20]等，這些模型的開發(fā)為家蠶數(shù)量性狀深入研究提供了可能。

分子連鎖圖譜的建立和統(tǒng)計(jì)模型的開發(fā)推動(dòng)了依賴于標(biāo)記的QTL定位，據(jù)此，研究人員們?cè)诩倚Q中陸續(xù)找到繭絲性狀相關(guān)的QTLs。如譚遠(yuǎn)德等人應(yīng)用RAPD標(biāo)記技術(shù)在家蠶od100×(782×od100)的260個(gè)個(gè)體構(gòu)成的作圖群體中獲得77個(gè)多態(tài)性標(biāo)記，并篩選到了22個(gè)有效分離位點(diǎn)，對(duì)家蠶數(shù)量性狀位點(diǎn)進(jìn)行定位探索[21]；魯成等人利用AFLP技術(shù)，構(gòu)建了家蠶品系C100和大造回交后代的連鎖圖譜，并通過WinQTLCart2.0軟件對(duì)全繭量、繭層重、繭層率和蛹體重等產(chǎn)量性狀進(jìn)行QTL分析，找到了11個(gè)相關(guān)QTLs，其中包括2個(gè)控制全繭量的QTLs、3個(gè)控制繭層量的QTLs、3個(gè)控制繭層率的QTLs和3個(gè)控制蛹體重的QTLs，這是首次利用分子標(biāo)記技術(shù)對(duì)家蠶繭質(zhì)性狀進(jìn)行了初定位研究[22]；李冰等人通過以菁松和蘭10為親本的回交群體(BC1)構(gòu)建了一個(gè)包含87個(gè)STS多態(tài)、28個(gè)SSR多態(tài)和10個(gè)SNP多態(tài)的家蠶連鎖群，檢測(cè)到了與家蠶繭絲質(zhì)性狀相關(guān)的絲長(zhǎng)、全繭量、蛹重、絲重和繭層率等重要經(jīng)濟(jì)性狀QTLs共8個(gè)[23]；SiMa等人在分子連鎖圖譜的基礎(chǔ)上對(duì)家蠶全繭量、繭層量、繭層率和蛹重等數(shù)量性狀進(jìn)行QTLs分析，在上述家蠶經(jīng)濟(jì)性狀中分別發(fā)現(xiàn)7、6、2、8個(gè)數(shù)量性狀位點(diǎn)[24]；Zhang等人運(yùn)用回交群體定位到了家蠶繭絲性狀相關(guān)的19個(gè)QTLs[25]。

隨著家蠶繭絲性狀相關(guān)QTL研究的逐漸深入，一些阻礙因素逐漸暴露出來。一是研究逐漸發(fā)現(xiàn)所定位的QTL位點(diǎn)與經(jīng)典連鎖群不對(duì)應(yīng)，如在Shi以RFLP標(biāo)記為基礎(chǔ)建立的連鎖圖譜中，大部分的位點(diǎn)無法與經(jīng)典連鎖群對(duì)應(yīng)，使QTL研究變得困難[13]。二是QTL研究時(shí)忽略家蠶雌完全連鎖的遺傳機(jī)制,在分析模型中，原始的區(qū)間作圖法(CIM)并不能運(yùn)用于家蠶數(shù)量性狀分析，何克榮等人則將此分析方法進(jìn)行了改進(jìn)，使該方法在家蠶數(shù)量性狀定位研究中得以運(yùn)用[26]。對(duì)于群體的應(yīng)用方面，研究人員也針對(duì)家蠶雌性機(jī)制而對(duì)定位群體進(jìn)行改進(jìn), Li等人在F2和回交群體的基礎(chǔ)上結(jié)合性別選擇而規(guī)避雌性機(jī)制的作用[27]。Xu等人運(yùn)用線性混合模型(mixed linear model)和MCMC 算法(Markov chain Monte Carlo)對(duì)家蠶數(shù)量性狀研究中的加性、顯性、上位性以及與性別互作效應(yīng)的準(zhǔn)確估算，促進(jìn)潛在機(jī)制的探索以及遺漏效應(yīng)的校正，成為家蠶QTL定位的有效手段[28]。其次是家蠶繭絲性狀相關(guān)QTL的定位工作往往工作量大且耗時(shí)長(zhǎng)。除雌性機(jī)制之外，其他問題還未有很好的方式使其得以解決。正因?yàn)榇?，目前尚未有繭絲性狀基因位點(diǎn)被成功克隆鑒定。

3 基于組學(xué)的繭絲性狀研究

基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)的快速發(fā)展，使家蠶數(shù)量性狀基因挖掘有了新的手段和切入點(diǎn)。2003年，家蠶公布了大規(guī)模表達(dá)序列標(biāo)簽(expressed sequence tag，EST)數(shù)據(jù)[29]。2009年，中國(guó)完成對(duì)29種家蠶和11種野蠶的基因組重測(cè)序[30]。這些數(shù)據(jù)為結(jié)合QTL定位篩查繭絲性狀主效基因提供了可能的便利。

通過家蠶轉(zhuǎn)錄組及蛋白組學(xué)分析，有研究人員著力于關(guān)聯(lián)分析家蠶、野蠶繭絲性狀之間的差異基因。如Fang等人對(duì)家蠶、野蠶絲腺進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，關(guān)注馴化過程中家蠶絲腺的差異基因，發(fā)現(xiàn)野蠶與家蠶之間的差異基因有32個(gè)，為研究家蠶繭絲性狀提供了新的視角和一定的數(shù)據(jù)支持[31]。Ma等人通過對(duì)過表達(dá)Ras1CA蠶與野蠶的后部絲腺進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，其中Ras1CA起到在后部絲腺表達(dá)提高產(chǎn)絲量的作用，該研究成功解析其作用機(jī)制[32]。也有研究人員以繭質(zhì)性狀差異較大的品系為轉(zhuǎn)錄組材料分析性狀產(chǎn)生原因。Li等人對(duì)菁松和蘭10兩種繭質(zhì)性狀顯著差異的品系進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，找到了1375個(gè)差異表達(dá)基因，并通過KEGG富集分析對(duì)差異基因作用通路進(jìn)行了初步分析[33]。Wang等人也通過蛋白組和轉(zhuǎn)錄組分析解析與產(chǎn)絲量關(guān)聯(lián)的分子機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)親本(ZB和Lan10)之間有139種蛋白和630個(gè)轉(zhuǎn)錄本發(fā)生異常，并通過分析證明降低能力消耗、減少蛋白質(zhì)翻譯和增強(qiáng)蛋白降解是低產(chǎn)絲量產(chǎn)生的主要原因[34]。同時(shí)也有研究人員對(duì)家蠶吐絲機(jī)制進(jìn)行探索。Wang等人對(duì)家蠶吐絲器和菲氏腺進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析，分析蠶絲形成機(jī)制[35]；Chang等人為解析絲形成和吐絲行為的分子機(jī)制，在家蠶前部絲腺中進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組分析，結(jié)果認(rèn)為離子運(yùn)輸、能量代謝、蛋白抑制劑和角質(zhì)層蛋白等對(duì)絲形成過程具有重要作用[36]。

蛋白組學(xué)應(yīng)用于家蠶繭絲性狀相關(guān)研究，更多的是從絲腺出發(fā)尋找差異蛋白，獲得較多基礎(chǔ)性信息，具有重要參考價(jià)值。為發(fā)現(xiàn)與絲膠合成分泌相關(guān)的功能蛋白，沈飛英等人對(duì)家蠶五齡幼蟲中部絲腺細(xì)胞進(jìn)行蛋白質(zhì)組成分析，發(fā)現(xiàn)中部絲腺前中后三個(gè)區(qū)段中細(xì)胞蛋白質(zhì)組成有顯著差異，并對(duì)不同區(qū)域的蛋白進(jìn)行了功能分析[37]。Hou等人也對(duì)中部和后部絲腺進(jìn)行了蛋白質(zhì)組成分析[37]。余芳等人對(duì)繭絲量差異顯著的品系進(jìn)行了后部絲腺和血液組織的蛋白表達(dá)譜分析[38]，張利平等人也對(duì)不同產(chǎn)絲量家蠶的后部絲腺進(jìn)行了蛋白表達(dá)譜分析[39]。

4 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的研究

對(duì)影響繭絲性狀的轉(zhuǎn)錄因子的研究方面也獲得了重要進(jìn)展。早在1989年，Hui等人研究證明絲素基因5’端序列具有5個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子種類不同[40]。1990年，Matsuno等人鑒定出sericin-1基因上游區(qū)域的蛋白結(jié)合位點(diǎn)。由于蠶絲蛋白基因需要轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合才能最終表達(dá)，所以研究者們基于以上研究著力于重要的繭絲性狀相關(guān)轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子作用機(jī)制的探索，并取得一些進(jìn)展[41]。1995年，Mach等人證明絲腺因子1(SGF-1)為果蠅fork head/HNF-3家族同系物，可與sericin-1基因的SA位點(diǎn)結(jié)合從而影響其轉(zhuǎn)錄；Ohno等人對(duì)絲腺因子2(SGF-2)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示該轉(zhuǎn)錄因子包括Awh、Ldb、Lcaf和Fhx/P25蛋白，其中Awh、Ldb和Lcaf蛋白相互作用從而調(diào)控絲素基因的表達(dá)[5]；Xu等人在研究POU-Ml/SGF基因調(diào)控機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)許多順勢(shì)調(diào)控元件分布在該基因轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)的上游和下游，且其中一個(gè)負(fù)調(diào)控元件(PB區(qū)域)可與POU-M1/SGF-3基因相互作用從而抑制SGF-3的轉(zhuǎn)錄[7]；Zhao等人的研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子Bmsag可與SGF-1相互作用從而調(diào)控絲素重鏈(fib-H)的表達(dá)[42]。

5 總結(jié)與展望

經(jīng)過研究人員的不斷努力，家蠶QTL相關(guān)研究盡管已取得很大的進(jìn)展，但家蠶繭絲性狀研究仍處于平臺(tái)期，主要體現(xiàn)在繭絲性狀QTL位點(diǎn)的發(fā)掘并未得到功能上的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)此，家蠶數(shù)量性狀研究亟待改進(jìn)定位方法，以及注意先進(jìn)群體和技術(shù)的運(yùn)用。至今在其他經(jīng)濟(jì)物種中已有先進(jìn)的群體應(yīng)用于數(shù)量性狀基因的定位分析，如重組近交系(Recombinant Inbred Strains, RILs)，近等基因系(Near Isogenic Lines, NILs)，染色體片段置換系(Chromosome Segment Substitution Lines，CSSLs)以及最為先進(jìn)的多親本高級(jí)世代互交系(Multi-parent Advanced Generation Inter-cross, MAGIC)，如在小鼠[43]、玉米[44]和小麥[45]中MAGIC群體的應(yīng)用極大的提升了定位精度和綜合分析能力。Li等人建立了以家蠶Hb品系為輪回親本的23個(gè)NILs，為今后數(shù)量性狀基因定位克隆提供了便利。在方法上除了傳統(tǒng)的連鎖定位法之外，基于連鎖不平衡的關(guān)聯(lián)分析法也在較多農(nóng)業(yè)動(dòng)植物中得以應(yīng)用，如小麥[46]、玉米[47]和奶牛[48]等。采用二代、三代測(cè)序技術(shù)結(jié)合全基因組關(guān)聯(lián)分析(GWAS)，提高標(biāo)記密度，也對(duì)物種QTL分析具有重要促進(jìn)。其他物種經(jīng)濟(jì)性狀主效位點(diǎn)的成功定位為家蠶數(shù)量性狀的進(jìn)一步研究提供了良好的借鑒。我們相信，隨著研究力度的加大，家蠶繭絲性狀的遺傳基礎(chǔ)解析也將獲得新的突破。

[1] 郭冬陽，譚端，代方銀. 家蠶繭絲纖度的研究現(xiàn)狀及相關(guān)探究[J].蠶學(xué)通訊，2014,34(4):18-22.

[2] 劉娜，李娟，秦笙，李木旺.家蠶繭絲相關(guān)性狀的研究進(jìn)展[J].中國(guó)蠶業(yè)，2016,37(4)：6-9.

[3] Y. YASUKOCHI. A dense genetic map of the silkworm，Bombyxmori，covering all chromosomes based on 1018 molecular markers[J]. Genetics，1998，150(4)：1513-1525.

[4] C.W. Y D TAN，Y ZHU，C LU，Z XIANG，H W DENG. An amplified fragment length polymorphism map of the silkworm[J]. Genetics，2001,157(3)：1277.

[5] V. MACH，S. TAKIYA，K. OHNO，H. HANDA，T. IMAI，Y. SUZUKI. Silk gland factor-1 involved in the regulation ofBombyxsericin-1 gene contains fork head motif[J]. Journal of Biological Chemistry，1995,270(16)：9340-9346.

[6] K. OHNO，J. SAWADA，S. TAKIYA，K. MAI，A. MATSUMOTO，T. TSUBOTA，K. UCHINO，C. HUI，H. SEZUTSU，H. HANDA. Silk Gland Factor-2 (SGF-2) Involved in Fibroin Gene Transcription Consists of LIM-homeodomain，LIM-interacting，and Single-Stranded DNA-Binding Proteins[J]. Journal of Biological Chemistry，2013,288(44)：31581-31591.

[7] P.X. XU，M. FUKUTA，S. TAKIYA，K. MATSUNO，X. XU，Y. SUZUKI. Promoter of the POU-M1/SGF-3 gene involved in the expression ofBombyxsilk genes[J]. Journal of Biological Chemistry，1994,269(4)：2733.

[8] 劉世安，吳玉澄.家蠶數(shù)量性狀的遺傳分析[J].蠶學(xué)通訊，1988，(2):11-16.

[9] 李晚忱.家蠶全繭量和繭層量的基因效應(yīng)[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1988，(5):22-23.

[10]何克榮，夏建國(guó)，俞碧華.關(guān)于繭絲凈度遺傳效應(yīng)的研究[J].蠶桑通報(bào)，1993，(2)：31-33.

[11]鐘伯雄，吳玉澄.家蠶繭質(zhì)性狀廣義遺傳分析[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版)，1997，(4):387-393.

[12]向仲懷.蠶絲生物學(xué)[M].北京：中國(guó)林業(yè)出版社，2005.

[13]J. SHI，D.G. HECKEL，M.R. GOLDSMITH. A genetic linkage map for the domesticated silkworm，Bombyxmori，based on restriction fragment length polymorphism[J]. Genetics Research，1995,66(2)：109-126.

[14]X.X. MIAO，S.J. XUB，M.H. LI，M.W. LI，J.H. HUANG，F(xiàn).Y. DAI，S.W. MARINO，D.R. MILLS，P. ZENG，K. MITA. Simple sequence repeat-based consensus linkage map ofBombyxmori[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences，2005,102(45):16303-16308.

[15]張烈，錢敏，代方銀，趙愛春，魯成.家蠶高密度AFLP連鎖圖譜的構(gòu)建[J].昆蟲學(xué)報(bào)，2008,51(3):246-257.

[16]M.R. GOLDSMITH，X. MIAO，W. LI，Y. ZHAO，Q. GUO，J. HUANG，S. ZHAN，M. LI，Y. HUANG. An integrated genetic linkage map for silkworms with three parental combinations and its application to the mapping of single genes and QTL[J]. BMC genomics，2009,10(1)：1-14.

[17]E.S. LANDER，D. BOTSTEIN. Mapping mendelian factors underlying quantitative traits using RFLP linkage maps[J]. Genetics，1989,121(1)：185-199.

[18]Z.B. ZENG. Theoretical Basis for Separation of Multiple Linked Gene Effects in Mapping Quantitative Trait Loci[J]. P Natl Acad Sci USA，1993,90(23)：10972-10976.

[19]H. LI，G. YE，J. WANG. A modified algorithm for the improvement of composite interval mapping[J]. Genetics，2007,175(1)：361.

[20]朱軍.數(shù)量性狀基因定位的混合線性模型分析方法[J].遺傳，1998,(s1):139-140.

[21]譚遠(yuǎn)德，萬春玲，周澤陽，魯成，向仲懷.構(gòu)建分子標(biāo)記連鎖圖譜的圖論構(gòu)圖方法[J].生物數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)，1999，(3):338-347.

[22]魯成，李斌，趙愛春，向仲懷.家蠶重要經(jīng)濟(jì)性狀的QTL定位研究[J].中國(guó)科學(xué):生命科學(xué)，2004,34(3):236-242.

[23]李冰.家蠶繭質(zhì)相關(guān)性狀的QTL分析[D].鎮(zhèn)江:江蘇科技大學(xué)，2012.

[24]Y.H. SIMA，B. LI，H.M. XU，D.X. CHEN，D.B. SUN，A.C. ZHAO，C. LU，Z.H. XIANG. Study on location of QTLs controlling cocoon traits in silkworm [J]. Acta Genetica Sinica，2005,32(6)：625.

[25]Z. LIE，L. CHENG，D. FANGYIN，F(xiàn). SHOUMIN. Mapping of major quantitative trait loci for economic traits of silkworm cocoon[J]. Genetics & Molecular Research Gmr，2010，9(1):78-88.

[26]何克榮，夏建國(guó)，葉愛紅.家蠶標(biāo)記基因位點(diǎn)與數(shù)量性狀基因位點(diǎn)重組參數(shù)的最大似然估計(jì)法[J].蠶業(yè)科學(xué)，1996，(1)：31-35.

[27]C. LI，W. ZUO，X. TONG，H. HU，L. QIAO，J. SONG，G. XIONG，R. GAO，F(xiàn). DAI，C. LU. A composite method for mapping quantitative trait loci without interference of female achiasmatic and gender effects in silkworm，Bombyxmori[J].Anim Genet，2015,46(4):426-432.

[28]H.M. XU，C.S. WEI，Y.T. TANG，Z.H. ZHU，Y.F. SIMA，X.Y. LOU. A new mapping method for quantitative trait loci of silkworm[J]. BMC Genetics，2011,12(1)：19.

[29]程道軍.家蠶大規(guī)模EST測(cè)序及脂肪體基因表達(dá)譜分析[D].重慶:西南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2003.

[30]Q. XIA，Y. GUO，Z. ZHANG，D. LI，Z. XUAN，Z. LI，F(xiàn). DAI，Y. LI，D. CHENG，R. LI. Complete Resequencing of 40 Genomes Reveals Domestication Events and Genes in Silkworm (Bombyx) [J]. Science，2009,326(5951)：433.

[31]S.M. FANG，B.L. HU，Q.Z. ZHOU，Q.Y. YU，Z. ZHANG. Comparative analysis of the silk gland transcriptomes between the domestic and wild silkworms[J]. BMC genomics，2015,16(1):60.

[32]L. MA，H. XU，J. ZHU，S. MA，Y. LIU，R.J. JIANG，Q. XIA，S. LI. Ras1CA overexpression in the posterior silk gland improves silk yield[J]. Cell Research，2011,21(6)：934.

[33]J. Li，S. QIN，H. YU，J. ZANG，N. LIU，Y. YU，C. HOU，M. LI. Comparative transcriptome analysis reveals different silk yields of two silkworm strains[J]. PloS one，2016,11(5)：e0155329.

[34]S.H. WANG，Z.Y. YOU，L.P. YE，J. CHE，Q. QIAN，Y. NANJO，S. KOMATSU，B.X. ZHONG. Quantitative proteomic and transcriptomic analyses of molecular mechanisms associated with low silk production in silkwormBombyxmori[J].Journal of proteome research. 2014,13(2)：735-751.

[35]F. WANG，R. XUE，X. LI，C. HU，Q. XIA. Characterization of a protein tyrosine phosphatase as a host factor promoting baculovirus replication in silkworm，Bombyxmori[J]. Developmental and comparative immunology，2016,57：31-37.

[36]H. CHANG，T. CHENG，Y. WU，W. HU，R. LONG，C. LIU，P. ZHAO，Q. XIA. Transcriptomic analysis of the anterior silk gland in the domestic silkworm (Bombyxmori)-insight into the mechanism of silk formation and spinning[J]. PloS one，2015,10(9)：e0139424.

[37]沈飛英，鐘伯雄，樓程富，蘇松坤，徐海圣，顏新培，姚國(guó)華，陸云翀.家蠶五齡幼蟲中部絲腺細(xì)胞的蛋白質(zhì)組成比較[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005,38(5)：1052-1058.

[38]余芳，蘭天云，李建營(yíng)，范偉，葉鍵，蘇松坤，丁農(nóng)，徐海圣，蔣振東，張金衛(wèi).繭層量差異家蠶品種后部絲腺細(xì)胞和血液組織的蛋白質(zhì)表達(dá)譜分析[J].蠶業(yè)科學(xué)，2008,34(2):197-204.

[39]張利平，鐘曉武，聶紅毅，王晨，荀利杰，趙萍，夏慶友.不同產(chǎn)絲量家蠶品系后部絲腺的蛋白質(zhì)組學(xué)分析[J].蠶業(yè)科學(xué)，2012，(3)：468-474.

[40]C.C. HUI，K. MATSUTO，Y. SUZUKI. Fibroin gene promoter contains a cluster of homeodomain binding sites that interact with three silk gland factors[J]. Journal of Molecular Biology，1990,213(4):651-670.

[41]K. MATSUNO，S. TAKIYA，C.C. HUI，T. SUZUKI，M. FUKUTA，K. UENO，Y. SUZUKI. Transcriptional stimulation via SC site ofBombyxsericin-1 gene through an interaction with a DNA binding protein SGF-3[J]. Nucleic Acids Research，1990,18(7)：1853.

[42]X.M. ZHAO，C. LIU，L.J. JIANG，Q.Y. LI，M.T. ZHOU，T.C. CHENG，K. Mita，Q.Y. Xia. A juvenile hormone transcription factor Bmdimm-fibroin H chain pathway is involved in the synthesis of silk protein in silkworm，Bombyxmori[J]. The Journal of biological chemistry，2015,290(2)：972-986.

[43]G.A. CHURCHILL，D.C. AIREY，H. ALLAYEE，J.M. ANGEL，A.D. ATTIE，J. BEATTY，W.D. BEAVIAS，J.K. BELKNAP，B. BENNETT，W. BERRETTINI. The Collaborative Cross，a community resource for the genetic analysis of complex traits[J]. Nat Genet，2004,36(11)：1133-1137.

[44]J. YU，J.B. HOLLAND，M.D. MCMULLEN，E.S. BUCKLER. Genetic design and statistical power of nested association mapping in maize[J]. Genetics，2008,178(1)：539-551.

[45]B.E. Huang，A.W. George，K.L. Forrest，A. Kilian，M.J. Hayden，M.K. Morell，C.R. Cavanagh. A multiparent advanced generation inter-cross population for genetic analysis in wheat[J]. Plant Biotechnol J，2012,10(7)：826-839.

[46]S. SUKUMARAN，S. DREISIGACKER，M. LOPES，P. CHAVEZ，M.P. REYNOLDS. Genome-wide association study for grain yield and related traits in an elite spring wheat population grown in temperate irrigated environments[J]. Theoretical and Applied Genetics，2015,128(2):353.

[47]F. TIAN，P.J. BRADBURY，P.J. BROWN，H. HUNG，Q. SUN，S. FLINTGARCIA，T.R. ROCHEFORD，M.D. MCMULLEN，J.B. HOLLAND，E.S. BUCKLER. Genome-wide association study of leaf architecture in the maize nested association mapping population[J]. Nat Genet，2011,43(2)：159-162.

[48]J.E. Pryce，S. Bolormaa，A.J. Chamberlain，P.J. Bowman，K. Savin，M.E. Goddard，B.J. Hayes. A validated genome-wide association study in 2 dairy cattle breeds for milk production and fertility traits using variable length haplotypes[J]. J Dairy Sci，2010,93(7)：3331-3345.

Basic Researches of the Genetics of Cocoon Traits in Silkworm

LUAN Yue LI Chun-lin DAI Fang-yin
(StateKeyLaboratoryofSilkwormGenomeBiology,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China；KeyLaboratoryofSericultureBiologyandGeneticBreeding，AgriculturalMinistry，CollegeofBiotechnology,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China)

Sericulture is a most important part of China′s agriculture, which has great significance for economic construction and people′s livelihood. The raw material used for silk fabrics and the related industries is the cocoon filaments. Cocoon traits are important economic characters used directly in silkworm, which depend on the genetic basis of the silkworm variety. Therefore, genetic research of cocoon traits has long attracted silkworm breeders′ attention and is an important area in sericulture science and technology. However, to dissect the genetic basis of cocoon traits, which show a quantitative heredity, is one of the difficulties in sericulture research. Given that understanding the regulation mechanism of cocoon traits is of great significance to silkworm breeding, many studies have been done from classical genetics to the molecular level, but so far no function verification has yet been completed for cocoon quantitative trait loci (QTLs) in silkworm. Herein, we give a review of the main advances this field.

Cocoon trait; Quantitative inheritance; Molecular marker; QTL (Quantitative Trait Locus)

*資助項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展(863)計(jì)劃項(xiàng)目(No.2013AA102507)，國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No. 31372379)，國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項(xiàng)目(CARS-22)。

欒 悅(1992-)，女，碩士研究生，主要研究方向：家蠶數(shù)量性狀的分子遺傳學(xué)。

代方銀(1969-)，男，博士，教授，博士生導(dǎo)師。E-mail: fydai@swu.edu.cn