蠶學(xué)外文學(xué)術(shù)論文摘要選譯

1.TONG X L，HAN M J，DAI F Y，et al.Highresolution silkworm pan-genome provides genetic insights into artificial selection and ecological adaptation.Nature communications.DOI：10.1038/s41467-022-33366-x.（2022）.

［題 目］高分辨率桑蠶泛基因組為家蠶人工選擇與生態(tài)適應(yīng)研究提供了遺傳基礎(chǔ)

［摘 要］家蠶是重要的絹絲經(jīng)濟(jì)昆蟲(chóng)，蠶絲也享有“纖維皇后”的美譽(yù)。目前，家蠶的參考基因組已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足家蠶遺傳多樣性研究及分子育種的更高需求。因此，西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的代方銀課題組對(duì)1078個(gè)桑蠶品系進(jìn)行了深度重測(cè)序，并對(duì)其中545個(gè)代表性品系進(jìn)行了基因組三代測(cè)序及從頭組裝。在本研究中，研究者團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)幾乎覆蓋了桑蠶物種所有基因組信息的高分辨率泛基因組數(shù)據(jù)集，發(fā)現(xiàn)在桑蠶群體中存在高密度的基因組變異，鑒定到7308個(gè)新基因、4260個(gè)核心基因（22%）以及343266 個(gè)非冗余結(jié)構(gòu)變異，還發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)可能與家蠶的人工選擇（馴化及育種）相關(guān)的基因和結(jié)構(gòu)變異。此外，作者重點(diǎn)研究了其中的4 個(gè)基因，這些基因分別控制2 個(gè)經(jīng)濟(jì)性狀（產(chǎn)絲量和絲纖度）以及2個(gè)生態(tài)適應(yīng)性性狀（卵滯育和幼蟲(chóng)警戒色）。綜上，該種群級(jí)的規(guī)?；蚪M資源將有力推動(dòng)家蠶功能基因組的研究及家蠶育種工作的發(fā)展。

（沈姜宏整理）

2.CHEN X D，WANG Y F，XU S Q，et al.Ectopic expression of sericin enables efficient production of ancient silk with structural changes in silkworm.Nature communications.DOI：10.1038/s41467-022-34128-5.（2022）.

［題 目］絲膠的異位表達(dá)使家蠶能夠高效地生產(chǎn)具有結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的蠶絲

［摘 要］蠶絲是一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特、性能優(yōu)良的超長(zhǎng)天然蛋白質(zhì)纖維。目前，具有高性能的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)蠶絲需求較大，因此也成了行業(yè)瓶頸。蘇州大學(xué)的徐世清課題組通過(guò)piggybac 介導(dǎo)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)使外層絲膠蛋白SER3 在家蠶的后部絲腺（PSG）異位表達(dá)，然后分泌到內(nèi)層絲素蛋白中，從而得到了一種蠶絲蛋白纖維中散布絲膠微粒的新型蠶絲。PSG分泌的水溶性SER3 蛋白能夠使P25 從Fib-H/Fib-L/P25聚合物的絲素單元中脫離，并在絲素層和絲膠層之間聚集，從而提高了絲素膠體在家蠶絲腺中的水溶性和穩(wěn)定性，提高了結(jié)晶能力，改善了蠶絲纖維的機(jī)械性能以及濕度調(diào)節(jié)性能。此外，該家蠶突變體克服了存活率低、絲腺發(fā)育異常等問(wèn)題，從而提高了繭絲的生產(chǎn)效率。綜上，作者在本研究中提供了一種絲腺轉(zhuǎn)基因靶蛋白選擇策略，以改變蠶絲纖維結(jié)構(gòu)并革新其性質(zhì)，也為生產(chǎn)具有新功能的蠶絲纖維提供了一種高效、綠色的方法。

（沈姜宏整理）

3.YAN J，XUE Z，DONG H，et al.Nutrition regulates the expression of storage proteins in Bombyx mori via insulin-like/FoxO signaling pathway.Insect Biochem Mol Biol.DOI：10.1016/j.ibmb.2022.103847.（2022）.

［題 目］營(yíng)養(yǎng)通過(guò)胰島素樣/FoxO 信號(hào)通路調(diào)節(jié)家蠶儲(chǔ)存蛋白的表達(dá)

［摘要］昆蟲(chóng)血清蛋白也稱(chēng)為儲(chǔ)存蛋白（SPs），作為氨基酸庫(kù)，其是一種六聚體蛋白，對(duì)大多數(shù)昆蟲(chóng)的蛹和胚胎的發(fā)育起到重要作用。在這項(xiàng)研究中，西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的侯勇老師團(tuán)隊(duì)分析了家蠶中SP基因的表達(dá)和調(diào)控途徑。他們觀察到幼蟲(chóng)脂肪體中的BmSPs在饑餓后顯著降低，表明該蛋白可以響應(yīng)營(yíng)養(yǎng)缺乏。他們進(jìn)一步分析了BmSPs的表達(dá)與胰島素樣信號(hào)通路（ILS）之間的關(guān)系，以研究BmSPs的表達(dá)調(diào)節(jié)，結(jié)果顯示，胰島素可上調(diào)BmSPs的表達(dá)，但I(xiàn)LS 通路蛋白的抑制劑PI3K下調(diào)了BmSPs在家蠶幼蟲(chóng)中的表達(dá)。在體外培養(yǎng)的脂肪體和BmE細(xì)胞中也觀察到類(lèi)似的結(jié)果。通過(guò)在BmE 細(xì)胞和家蠶幼蟲(chóng)中過(guò)表達(dá)ILS 轉(zhuǎn)錄因子FoxO，作者發(fā)現(xiàn)BmFoxO對(duì)BmE細(xì)胞和幼蟲(chóng)中BmSPs的表達(dá)都有負(fù)調(diào)節(jié)作用。此外，在饑餓處理下，BmFoxO去磷酸化并從細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核。最后，作者利用電泳遷移和染色質(zhì)免疫共沉淀實(shí)驗(yàn)，在BmSP1 轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游-2627-2644 bp 上發(fā)現(xiàn)一個(gè)潛在的BmFoxO 的結(jié)合元件。綜上所述，他們的研究結(jié)果表明，營(yíng)養(yǎng)攝入后通過(guò)ILS/FoxO 信號(hào)通路觸發(fā)了BmSPs的表達(dá)。這項(xiàng)研究為進(jìn)一步研究昆蟲(chóng)SP基因的表達(dá)和調(diào)控提供了參考。

（周婷婷整理）

4.TIAN Y L，F(xiàn)U T Y，ZHONG Q E，et al.Homeobox protein A1-like（Hox A1-like）and DNA methylation regulate embryo-specific ZnF 615 gene expression and embryonic development in the silkworm Bombyx mori.Insect Sci.DOI：10.1111/1744-7917.13152.（2022）.

［題 目］同源異型盒蛋白A1 樣蛋白（Hox A1-like）和DNA 甲基化調(diào)節(jié)家蠶胚胎特異性基因ZnF615的表達(dá)和胚胎發(fā)育

［摘 要］DNA甲基化和轉(zhuǎn)錄因子在基因表達(dá)和動(dòng)物發(fā)育中發(fā)揮作用。在昆蟲(chóng)中，DNA 甲基化能夠修飾基因體，但DNA 甲基化和轉(zhuǎn)錄因子如何調(diào)節(jié)基因表達(dá)尚不清楚。華南師范大學(xué)的田玉林等人在本研究中調(diào)查了DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶1（Dnmt1）下游基因家蠶鋅指蛋白615（ZnF 615）表達(dá)的調(diào)控機(jī)制及其對(duì)胚胎發(fā)育調(diào)控的影響。他們通過(guò)逐步截短ZnF615基因的啟動(dòng)子，發(fā)現(xiàn)-223和-190 nt區(qū)域含有同源異型盒（Hox）蛋白順式調(diào)節(jié)元件（CREs），并且對(duì)ZnF615的轉(zhuǎn)錄影響最大。RNA干擾（RNAi）介導(dǎo)的Hox家族基因的敲低和過(guò)表達(dá)表明Hox A1-like可以提高ZnF615 的mRNA 水平。進(jìn)一步的研究表明，Hox A1-like 通過(guò)直接結(jié)合其啟動(dòng)子的-223 和-190 nt 區(qū)域來(lái)調(diào)節(jié)ZnF615 的表達(dá)。同時(shí)Hox A1-like 和Dnmt1 的敲低或過(guò)表達(dá)可以顯著抑制或增強(qiáng)單一基因?qū)nF615 表達(dá)的調(diào)控作用，這表明基因本身的DNA甲基化和轉(zhuǎn)錄因子與啟動(dòng)子的結(jié)合對(duì)于基因表達(dá)至關(guān)重要。Hox A1-like和Dnmt1的敲降可引起胚胎發(fā)育延緩和孵化率降低。綜上所述，這些數(shù)據(jù)表明Hox A1-like 和DNA 甲基化通過(guò)增強(qiáng)ZnF615 的表達(dá)，從而影響家蠶胚胎的發(fā)育。

（周婷婷整理）

5.YU L，CAO Y，GE S，et al.Identification of key genes involved in resistance to early stage of BmNPV infection in silkworms.Viruses.DOI：10.3390/v14112405.（2022）.

［題 目］家蠶抗BmNPV 感染早期關(guān)鍵基因的鑒定

［摘 要］家蠶核型多角體病毒（BmNPV）是制約蠶桑產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最嚴(yán)重病原體之一。目前，針對(duì)家蠶BmNPV感染尚沒(méi)有有效的治療方法，且其家蠶對(duì)BmNPV的抗性機(jī)制也不清楚。在本研究中，江蘇科技大學(xué)蠶桑研究所的于林元等人對(duì)易感品系白玉和抗性品系白玉N在BmNPV感染后0、1、3、6、9 h的5個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)的中腸進(jìn)行了轉(zhuǎn)錄組比較分析，以檢測(cè)這些家蠶感染BmNPV后的早期轉(zhuǎn)錄變化。在白玉和白玉N 品系中，分別鑒定到1911和1577個(gè)差異表達(dá)基因，涉及48條代謝通路。在這些通路中，有8個(gè)共有通路在兩個(gè)品系都能響應(yīng)BmNPV感染。值得注意的是，4個(gè)基因（BGIBMGA08815、BGIBMGA003935、BGIBMGA003571、BGIBMGA010059）在白玉品系中表達(dá)量上調(diào)，而在白玉N 品系中下調(diào)。這四個(gè)基因在抗性品系中的表達(dá)受到抑制，突出了它們?cè)谠缙诓《緩?fù)制抗性中的潛在作用。因此，他們的研究為進(jìn)一步探究家蠶BmNPV感染的機(jī)制和BmNPV感染的潛在治療提供了一個(gè)新的途徑。

（袁亞杰整理）

6.QIN S，SUN L，ZHANG S，et al. BmAbl1 regulates silk protein synthesis via glutathione metabolism in Bombyx mori.Insects.DOI：10.3390/insects13110967.（2022）.

［題 目］Bmabl1 通過(guò)谷胱甘肽代謝途徑調(diào)節(jié)家蠶絲蛋白合成

［摘 要］家蠶是由野桑蠶馴化而成的一種經(jīng)濟(jì)昆蟲(chóng)，以桑葉為食并產(chǎn)蠶絲。在本研究中，江蘇科技大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院的秦笙等人證實(shí)了BmAbl1基因在蠶絲蛋白合成中的作用。抑制和敲除BmAbl1可以降低幼蟲(chóng)體重和CSW（繭層重）。發(fā)現(xiàn)BmAbl1對(duì)CSW 的影響不在轉(zhuǎn)錄水平上，而是在翻譯水平上。轉(zhuǎn)錄組分析結(jié)果顯示，BmAbl1敲除品系和對(duì)照組之間的氨基酸合成和代謝過(guò)程有很大差異，特別是谷胱甘肽的代謝。谷胱甘肽代謝異常導(dǎo)致絲素蛋白的主要成分游離甘氨酸和絲氨酸含量降低，最終導(dǎo)致絲素蛋白合成減少，包括絲素重鏈、絲素輕鏈和p25 蛋白。這一發(fā)現(xiàn)揭示了BmAbl1 在蠶絲蛋白合成過(guò)程中的作用。

（袁亞杰整理）

7.YANG X，CHEN D B，ZHENG S R，et al.BmHen1 is essential for eupyrene sperm development in Bombyx mori but PIWI proteins are not.Insect Biochemistry and Molecular Biology.DOI：10.1016/j.ibmb.2022.103874.（2022）.

［題 目］BmHen1基因而不是PIWI蛋白對(duì)于家蠶有核精子發(fā)育至關(guān)重要

［摘 要］在鱗翅目昆蟲(chóng)中，精子二型性是一個(gè)顯著的特征，雄性具有兩種不同類(lèi)型的精子。這兩種精子形態(tài)對(duì)受精都是必不可少的：有核精子攜帶DNA 并使卵子受精，而無(wú)核精子沒(méi)有細(xì)胞核，是輔助有核精子運(yùn)輸?shù)铰炎铀匦璧?。在這項(xiàng)研究中，中國(guó)科學(xué)院植物生理生態(tài)學(xué)研究所黃勇平教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)BmHen1基因編碼了一種修飾piRNAs的甲基轉(zhuǎn)移酶，是鱗翅目模式昆蟲(chóng)——家蠶有核精子發(fā)育所必需的。BmHen1 功能缺失導(dǎo)致雌性與雄性均不育。與野生型雌性個(gè)體相比，BmHen1雌性突變體產(chǎn)卵量較少，而且卵的形態(tài)存在缺陷。他們對(duì)BmHen1 雄性突變體化蛹第7 天的精巢進(jìn)行免疫熒光分析發(fā)現(xiàn)有核精子的細(xì)胞核形成有明顯缺陷，而無(wú)核精子是正常的。在小鼠、線蟲(chóng)、果蠅等物種中，piRNA生物發(fā)生通路中的功能因子在性腺發(fā)育中起重要作用；為此，他們構(gòu)建了編碼piRNA生物發(fā)生途徑核心元素Siwi和BmAgo3的基因突變個(gè)體。令他們驚訝的是，Siwi和BmAgo3 突變體雄性生殖系統(tǒng)中未觀察到明顯的表型，這說(shuō)明家蠶精子的發(fā)育不依賴(lài)于piRNAs。由于BmHen1突變體的精子發(fā)育表型與BmPnldc1突變體的表型相似，他們隨后對(duì)來(lái)自這兩個(gè)突變體的精子束進(jìn)行了RNA測(cè)序分析。他們發(fā)現(xiàn)有核精子的缺陷是由參與能量代謝的基因表達(dá)失調(diào)引起的?？傊麄兊难芯拷Y(jié)果證明了BmHen1在有核精子發(fā)育中的重要作用，并證明了家蠶的精子發(fā)生獨(dú)立于PIWI 蛋白。他們的研究結(jié)果為鱗翅目害蟲(chóng)防治提供了潛在的靶標(biāo)，并拓寬了對(duì)鱗翅目昆蟲(chóng)繁殖的認(rèn)知。

（楊宗蒙整理）

8.WANG Y，DU T Y，LI A N，et al.Establishment and application of a silkworm CRISPR/Cas9 tool for conditionally manipulating gene disruption in the epidermis.Insect Biochemistry and Molecular Biology.DOI：10.1016/j.ibmb.2022.103861.（2022）.

［題 目］CRISPR/Cas9 介導(dǎo)的家蠶表皮特異性基因敲除系統(tǒng)的建立及應(yīng)用

［摘 要］空間或時(shí)間特異性基因敲除系統(tǒng)（條件性基因敲除系統(tǒng)）是研究發(fā)育過(guò)程分子機(jī)制的重要工具。表皮對(duì)于昆蟲(chóng)的健康和生存是必不可少的，但目前缺乏表皮特異性基因敲除系統(tǒng)的相關(guān)研究。重慶大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張澤教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)比較轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析，首次鑒定了家蠶表皮特異性表達(dá)基因BmCPG25。在此基礎(chǔ)上，建立了由BmCPG25啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)cas9 蛋白表達(dá)的組織特異性基因敲除系統(tǒng)。免疫組化分析表明，該系統(tǒng)中地cas9 蛋白在表皮細(xì)胞的細(xì)胞核中特異性表達(dá)。他們還通過(guò)分別敲除表皮特異性表達(dá)基因Cpr21和全身性表達(dá)的表皮蛋白基因Cph18 驗(yàn)證了該系統(tǒng)的效率。綜上所述，他們成功構(gòu)建了一個(gè)條件性基因敲除系統(tǒng)來(lái)操縱表皮細(xì)胞的基因編輯，為研究表皮發(fā)育的分子機(jī)制提供了有價(jià)值的方法。

（楊宗蒙整理）

9.CAI R，CHEN X，YANG W，et al.POUM2 homeostasis regulates intimal remodeling and cells fate in the anterior silk gland of the silkworm.International Journal of Biological Macromolecules.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2022.11.135.（2022）.

［題 目］POUM2 穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)家蠶前部絲腺內(nèi)膜重塑和細(xì)胞命運(yùn)

［摘 要］組織/器官重塑和細(xì)胞命運(yùn)的決定在動(dòng)物生命周期中起著關(guān)鍵作用。然而，在昆蟲(chóng)中，特別是在家蠶中，對(duì)它們的了解仍然很少。家蠶的前部絲腺（ASG）對(duì)絲纖維的形成及其性能至關(guān)重要，但ASG 重塑和細(xì)胞命運(yùn)決定的調(diào)節(jié)機(jī)制尚不清楚。在這個(gè)研究中，西南大學(xué)家蠶基因組生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的何華偉研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)沉默POUM2 會(huì)導(dǎo)致ASG長(zhǎng)度縮短、內(nèi)膜結(jié)構(gòu)缺陷、吐絲失敗以及由此導(dǎo)致的裸蛹死亡，但ASG 的細(xì)胞數(shù)量沒(méi)有受到影響。細(xì)胞染色顯示，ASG中的DNA核內(nèi)復(fù)制沒(méi)有受到影響。透射電鏡和幾丁質(zhì)染色顯示，在蛻皮期間，ASG中的角質(zhì)層蛋白和幾丁質(zhì)顯著減少。轉(zhuǎn)錄水平分析表明，蛻皮期角質(zhì)層蛋白和幾丁質(zhì)合成酶的表達(dá)模式與POUM2相似，POUM2表達(dá)的下調(diào)降低了角質(zhì)層蛋白、幾丁質(zhì)合成酶、自噬和凋亡相關(guān)基因的表達(dá)水平。而POUM2 過(guò)表達(dá)導(dǎo)致的表型與POUM2 下調(diào)的表型相似。POUM2 過(guò)表達(dá)細(xì)胞染色顯示ASG 細(xì)胞顯著凋亡，細(xì)胞數(shù)量減少，DNA 核內(nèi)復(fù)制受到抑制。轉(zhuǎn)錄水平分析顯示自噬和凋亡相關(guān)基因以及一些角質(zhì)層蛋白和幾丁質(zhì)合成酶的表達(dá)量顯著上調(diào)。結(jié)果表明，POUM2 穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)ASG 內(nèi)膜重塑和細(xì)胞命運(yùn)，從而影響ASG 的發(fā)育、蠶的吐絲和變態(tài)。他們的研究不僅為家蠶絲性能的遺傳改良和分子育種提供了潛在的分子靶點(diǎn)，還為POU 因子介導(dǎo)的組織重塑和細(xì)胞命運(yùn)決定提供了新的見(jiàn)解。

（鄭露整理）

10.LIU J，HONG W，LI M，et al.Transcriptome analysis reveals immune and metabolic regulation effects of Poria cocos polysaccharides on Bombyx mori larvae.Frontiers in Immunology.DOI：10.3389/fimmu.2022.1014985.（2022）.

［題 目］轉(zhuǎn)錄組分析揭示茯苓多糖對(duì)家蠶幼蟲(chóng)的免疫和代謝調(diào)節(jié)作用

［摘 要］茯苓多糖（Poria cocos polysaccharides，PS）是一種具有抗病毒、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等多種藥理作用的中藥。廣東藥科大學(xué)的吳功慶等人以家蠶為模型動(dòng)物，通過(guò)檢測(cè)先天免疫參數(shù)的變化來(lái)評(píng)估PS的免疫調(diào)節(jié)作用，并使用Illumina HiSeq Xten平臺(tái)探索PS 免疫調(diào)節(jié)作用的潛在分子機(jī)制。結(jié)果表明，血腔注射PS 顯著增強(qiáng)了家蠶的細(xì)胞免疫，包括血細(xì)胞吞噬、微聚集和傳播能力。通過(guò)差異表達(dá)分析，共篩選到335個(gè)差異表達(dá)基因，包括214個(gè)上調(diào)基因和121個(gè)下調(diào)基因?；蜃⑨尯透患治鲲@示，許多與免疫信號(hào)識(shí)別、解毒、proPO（prophenoloxidase activating system，酚氧化酶原激活系統(tǒng)）激活、碳水化合物代謝和脂質(zhì)代謝相關(guān)的差異表達(dá)基因在PS處理組中顯著上調(diào)。KEGG 富集分析結(jié)果表明，在PS 處理組中上調(diào)表達(dá)的差異表達(dá)基因主要與免疫信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑和能量代謝有關(guān)。此外，在注射PS的幼蟲(chóng)中，與免疫和能量代謝相關(guān)的4種酶（酚氧化酶、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、己糖激酶和脂肪酸合成酶）的活性均顯著增加。為進(jìn)一步驗(yàn)證轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)的可靠性，他們利用qRT-PCR 檢測(cè)了免疫和代謝相關(guān)基因的表達(dá)模式，結(jié)果也表明，PS 可以通過(guò)增強(qiáng)細(xì)胞免疫以及調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答和生理代謝相關(guān)基因的表達(dá)水平來(lái)調(diào)節(jié)家蠶的免疫。這些發(fā)現(xiàn)將為PS作為免疫調(diào)節(jié)劑用于人類(lèi)或動(dòng)物疾病預(yù)防奠定科學(xué)基礎(chǔ)。

（鄭露整理）