近期國(guó)外重要學(xué)術(shù)期刊發(fā)表的蠶桑學(xué)相關(guān)論文簡(jiǎn)介

1.Qiang Zhang1,Wei Sun1,Bang-Yong Sun1,Yang Xiao2and Ze Zhang1,3(1.Laboratory of Evolutionary and Functional Genomics,School of Life-Sciences,Chongqing University,Chongqing 400044,China;2.Sericulture&Agri-food Research Institute,Guangdong Academy of Agriculture Science,Guangzhou 510640,China;3.Laboratory of Evolutionary and FunctionalGenomics,School of Life Sciences,ChongqingUniversity,Chongqing 401331,China).The dynamic landscape of gene regulation during Bombyx mori oogenesis.BMC genomics,2017,18(1):714.

題目：家蠶卵形成中基因調(diào)控的動(dòng)態(tài)變化

摘要：家蠶卵形成是一個(gè)包括前卵黃形成、卵黃形成和絨毛膜形成等反應(yīng)的復(fù)雜過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，卵泡表現(xiàn)出劇烈的形態(tài)和生理變化，然而，卵形成過(guò)程的全基因組調(diào)控基因表達(dá)譜仍有待確定。本研究獲得了時(shí)間序列的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，并以此揭示了卵形成中基因調(diào)控的動(dòng)態(tài)模式。不同時(shí)期共鑒定到1932個(gè)差異表達(dá)基因，其中大多數(shù)差異基因出現(xiàn)在卵黃形成后期到絨毛膜形成早期的過(guò)渡過(guò)程中。作者利用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析，確定了6個(gè)對(duì)應(yīng)多個(gè)調(diào)控途徑的時(shí)期特異性基因模塊。值得注意的是，蛻皮激素---20-羥基蛻皮酮（20E）的生物合成途徑在其中一個(gè)模塊中富集。進(jìn)一步分析顯示，類(lèi)固醇生成基因中的蛻皮激素20-羥化酶基因（CYP314A1）主要在前卵黃形成和卵黃形成早期表達(dá)。而20E滅活基因，特別是蛻皮激素26-羥化酶基因（Cyp18a1）在卵黃形成晚期大量表達(dá)。20E合成和代謝相關(guān)基因的不同表達(dá)模式，可能會(huì)確保激素滴度在從卵黃形成到絨毛膜發(fā)生的過(guò)渡點(diǎn)快速下降。此外，作者比較了家蠶（鱗翅目）和果蠅（雙翅目）卵形成中基因調(diào)控模式的差異，發(fā)現(xiàn)基因共表達(dá)模塊在昆蟲(chóng)卵形成過(guò)程中有一些共同之處。本研究為多滋卵巢昆蟲(chóng)卵形成的潛在調(diào)控機(jī)制提供了新見(jiàn)解。這些結(jié)果也為進(jìn)一步研究昆蟲(chóng)卵形成中的表觀遺傳重構(gòu)作用和生理節(jié)律提供了線索。

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2.Shenglei Yuan1,2,Wuren Huang1,Lei Geng1,Brenda T.Beerntsen3,Hongsheng Song2,Erjun Ling1(1.Key Laboratory of Insect Developmental and Evolutionary Biology,Institute of Plant Physiology and Ecology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai,China;2.Department of Neurosciences,College of Life Sciences,Shanghai University,Shanghai,China;3.Department of Veterinary Pathobiology,Universityof Missouri,Columbia,MO,USA).Differentiation of lepidoptera scale cells from epidermal stem cells followed by ecdysone-regulated DNA duplication and scale secreting.Cell Cycle,2017(2):1.

題目：鱗翅目家蠶表皮干細(xì)胞分化產(chǎn)生鱗片細(xì)胞，隨后蛻皮激素調(diào)控DNA復(fù)制和鱗片分泌

摘要：體壁是保護(hù)昆蟲(chóng)免受物理?yè)p傷和病原感染的第一道防線。鱗翅目昆蟲(chóng)在變態(tài)發(fā)育中經(jīng)歷了顯著的形態(tài)變化（如鱗片形成），而此過(guò)程中的體壁發(fā)育和鱗片形成機(jī)制，目前仍知之甚少。本研究以家蠶為模型，發(fā)現(xiàn)每個(gè)體節(jié)除節(jié)間膜外的體壁上的干細(xì)胞會(huì)在紡錘期分裂成兩個(gè)鱗片前體細(xì)胞。在新形成的蠶蛹中，鱗片前體細(xì)胞再次分裂。其中一個(gè)子代細(xì)胞會(huì)變成成熟的鱗片分泌細(xì)胞，并經(jīng)歷多輪DNA復(fù)制；而另一個(gè)子代細(xì)胞隨后會(huì)發(fā)生凋亡。鱗片的產(chǎn)生在細(xì)胞分裂抑制劑紫杉醇處理后會(huì)發(fā)生阻滯，因此該鱗片前體細(xì)胞的分裂對(duì)于鱗片分泌細(xì)胞的生長(zhǎng)和分化至關(guān)重要。注射20-蛻皮羥基酮能抑制鱗片形成，因此鱗片分泌細(xì)胞后續(xù)的生長(zhǎng)受到20-羥基蛻皮酮而不是保幼激素的控制。進(jìn)一步研究表明，20-羥基蛻皮酮注射會(huì)抑制鱗片分泌細(xì)胞DNA的復(fù)制，而B(niǎo)R-CZ2會(huì)下調(diào)鱗片形成基因ASH1的表達(dá)。因此，本研究結(jié)果表明，家蠶鱗片細(xì)胞發(fā)育依賴于化蛹之前的干細(xì)胞分裂，隨后一次細(xì)胞分裂將這些細(xì)胞分化為鱗片分泌細(xì)胞，不久后就進(jìn)入蛹期。另外，鱗片分泌細(xì)胞的DNA復(fù)制和鱗片生成受到20-羥基蛻皮酮的調(diào)控。

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3.Gajula Gopinath,Kuchi Srikeerthana,Archan-aTomar,Srikakolapu M.Ch.Sekhar,Kallare P.Arunkumar(Centre of Excellence for Genetics and Genomics of Silkmoths,Laboratory of Molecular Genetics,Centre for DNA Fingerprinting and Diagnostics,Hyderabad 500001,India).RNA sequencing reveals a complete but an unconventional type of dosage compensation in the domestic silkworm Bombyx mori.Open Science,2017,4:170261.

題目：RNA測(cè)序揭示了家蠶中存在完全但不同尋常的劑量補(bǔ)償反應(yīng)

摘要：不同性別間性染色體的劑量差異通常被一種稱(chēng)為劑量補(bǔ)償（DC）的基因調(diào)控機(jī)制來(lái)規(guī)范。之前研究顯示，DC機(jī)制通常在XY性別決定系統(tǒng)中而非ZW系統(tǒng)中有效，而鱗翅目（ZW系統(tǒng)）DC研究結(jié)果仍令人迷惑。DC在煙草天蛾中是完全的，在印度谷螟中是不完全的，而在袖蝶中是部分不完全的。家蠶中的DC研究迄今得到的結(jié)論仍是有爭(zhēng)議的，基于芯片數(shù)據(jù)的分析結(jié)果表明家蠶中的DC是不完全的，而最近相同數(shù)據(jù)再次分析表明家蠶DC是完全的。本研究利用RNA測(cè)序方法分析了家蠶性別確定的胚胎（78、96和120 h）和幼蟲(chóng)的頭部，發(fā)現(xiàn)DC開(kāi)始于120 h胚胎期。Z染色體平均連鎖表達(dá)遠(yuǎn)低于常染色體，而在初始階段（胚胎78和96 h）觀察到的雄性偏向性Z染色體連鎖表達(dá)幾乎能補(bǔ)償120 h胚胎期的表達(dá)量，而且在頭部能實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償?；谶@些發(fā)現(xiàn)，作者暗示家蠶中存在一種完全的但不同尋常的DC，這可能是通過(guò)降低雌蠶（ZZ）Z染色體連鎖表達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本研究首次利用二代測(cè)序方法證明家蠶中存在完全的DC，這也澄清了之前的相關(guān)爭(zhēng)論。

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4.Shogo Furutani1,Daiki Okuhara1,Anju Hashimoto1,Makoto Ihara1,Kenji Kai2,Hideo Hayashi2,David B.Sattelle3,Kazuhiko Matsuda1*(1.Faculty of Agriculture,Department of Applied Biological Chemistry,Kindai University,Nara,Japan;2.GraduateS-chool of Life and Environmental Sciences,Osaka Prefecture University,Sakai,Japan;3.Centre for RespiratoryBiology,UCL Respiratory,Rayne Building,University College London,London,UK).An L319F mutation in transmembrane region 3(TM3)selectively reduces sensitivity to okaramine B of the Bombyx mori l-glutamate-gated chloride channel.Bioscience Biotechnology and Biochemistry,2017,81(10):1861-1867.

題目：跨膜域3的L319F突變能選擇性降低對(duì)家蠶L-谷氨酸門(mén)控氯離子通道的簡(jiǎn)青霉素B的敏感性

摘要：簡(jiǎn)青霉菌AK-40產(chǎn)生的簡(jiǎn)青霉素能激活昆蟲(chóng)的L-谷氨酸門(mén)控氯離子通道（GluCls）而使昆蟲(chóng)麻痹。而簡(jiǎn)青霉素與昆蟲(chóng)GluCls的結(jié)合位點(diǎn)仍不清楚。序列比對(duì)顯示，簡(jiǎn)青霉素B敏感性家蠶GluCls的第319位亮氨酸（L319）對(duì)應(yīng)相同品種簡(jiǎn)青霉素B不敏感性家蠶γ-氨基丁酸門(mén)控氯離子通道中的苯丙氨酸。上述L319殘基位于第三跨膜結(jié)構(gòu)域，該區(qū)域在線蟲(chóng)GluCls中與依維菌素結(jié)合位點(diǎn)臨近。含L319F突變的家蠶GluCls能保留其對(duì)L-谷氨酸的敏感性，但對(duì)伊維菌素的反應(yīng)降低，對(duì)簡(jiǎn)青霉素B的反應(yīng)完全被阻斷。

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5.Chun Liu1,2,3,Wenbo Hu1,2,Tingcai Cheng1,2,3,Zhangchuan Peng1,2,Kazuei Mita1,2,Qingyou Xia1,2,3(1.State Key Laboratory of Silkworm Genome Biology,Southwest University,Chongqing,400715,China;2.Key Laboratory of Sericultural Biology and Genetic Breeding,Ministry of Agriculture,Southwest University,Chongqing,400715,China;3.Chongqing Engineering and Technology Research Center for Novel Silk Materials,SouthwestUniversity,Chongqing,400715,China).Osiris9a is a major component of silk fiber in lepidopteran insects.Insect Biochemistry and Molecular Biology,2017,89:107-115.

題目：Osiris9a是鱗翅目昆蟲(chóng)絲纖維的主要組分

摘要：之前的高通量蛋白質(zhì)組學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，蠶繭中含有上百種復(fù)合蛋白，除絲素、絲膠和一些蛋白酶抑制劑外，許多蛋白的功能仍然未知。本研究鑒定了Osiris基因家族成員，并基于來(lái)源于不同物種的序列構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)生樹(shù)。結(jié)果顯示，Osiris基因亞家族含有6個(gè)成員，該亞家族在鱗翅目昆蟲(chóng)中特異性表達(dá)并通過(guò)基因復(fù)制進(jìn)化產(chǎn)生。家蠶中的一個(gè)Osiris基因家族成員因?yàn)榕c果蠅Osiris9同源，因而被命名為BmOsiris9a。BmOsiris9a只在家蠶幼蟲(chóng)中部絲腺中高表達(dá)，表達(dá)模式與Sericin1基因類(lèi)似。Westernblot分析顯示BmOsiris9a有兩條帶，這暗示其可能受到了轉(zhuǎn)錄后修飾的影響。免疫組化分析證明BmOsiris9a合成后分泌到中部絲腺管腔中，并定位于絲纖維的絲膠膜上。BmOsiris9a不僅在3個(gè)蠶蛾科物種（家蠶、野蠶和B.huttoni）中存在，在天蠶蛾科昆蟲(chóng)（琥珀蠶、印度天蠶和樗蠶）的絲纖維中也有發(fā)現(xiàn)。盡管Osiris9a在絲纖維中的生物功能仍未知，但本研究證明Osiris9a是絲纖維的共有結(jié)構(gòu)組分并在產(chǎn)絲蠶蛾和天蠶蛾科昆蟲(chóng)中廣泛表達(dá)，這一結(jié)果具有重要意義，將為理解Osiris9a在絲纖維中的功能提供幫助。

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6.Nishida K M1,Sakakibara K1,Iwasaki Y W2,Yamada H1,Murakami R1,Murota Y1,Kawamura T3,4,Kodama T4,Siomi H2,Siomi M C1.(1.Department of Biological Sciences,Graduate School of Science,The University of Tokyo,Tokyo 113-0032,Japan;2.DepartmentofMolecular Biology,Keio University School of Medicine,Tokyo 162-8582,Japan;3.Proteomics Laboratory,Isotope Science Center,The University of Tokyo,Tokyo 113-0032,Japan;4.Laboratory for Systems Biology and Medicine,Research Center for Advanced Science and Technology,The University of Tokyo,Tokyo 153-8904,Japan).Hierarchical roles of mitochondrial Papi and Zucchini in Bombyx germline piRNA biogenesis.Nature,2018,555(8):260-264.

題目：線粒體Papi和Zucchini在家蠶生殖細(xì)胞系piRNA生物合成中的層次化功能

摘要：PIWI互作RNAs（piRNAs）是一類(lèi)小的調(diào)控RNA，能在動(dòng)物生殖細(xì)胞中通過(guò)結(jié)合PIWI蛋白來(lái)控制轉(zhuǎn)座子并維持基因組完整性。家蠶piRNA的3'端形成已被證明是被3'-5'核酸外切酶Trimmer調(diào)控的，piRNA中間體結(jié)合PIWI后能夠錨定到線粒體Tudor結(jié)構(gòu)域蛋白Papi上。然而，在果蠅piRNA生物合成中發(fā)揮重要作用的Zucchini（Zuc）核酸內(nèi)切酶和Nibbler（Nbr）3'-5'核酸外切酶，是否在其他物種中參與了piRNA的加工仍不清楚。本研究發(fā)現(xiàn)家蠶Zuc缺失對(duì)于Trim和Nbr表達(dá)沒(méi)有影響，但能導(dǎo)致Papi復(fù)合物中piRNA中間體的異常積累，這些異常積累的piRNA中間體通過(guò)與Zuc的重組被加工成成熟的piRNA。Papi只有在PIWI存在并發(fā)生磷酸化的情況下才能發(fā)揮RNA結(jié)合活性，這表明復(fù)合物組裝是一個(gè)層次化過(guò)程。在Papi復(fù)合物中，piRNA中間體的5'和3'末端表現(xiàn)出PIWI“限制器”活性，成熟piRNA并沒(méi)有表現(xiàn)出定相模式。Zuc缺失對(duì)中間體5'和3'末端的形成沒(méi)有影響，這也充分支持了家蠶piRNA 5'端的形成依賴于PIWI限制器活性，而3'端形成是由Zuc核酸內(nèi)切酶決定的。由于家蠶沒(méi)有依賴于定相piRNAs的轉(zhuǎn)錄沉默機(jī)制，所以家蠶piRNA生物合成機(jī)制比果蠅簡(jiǎn)單。

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