昆虫性别决定级联的研究进展

性别决定是发育和进化生物学研究的一个重大问题。已知大多数昆虫的性别决定级联为：初级信号因子→性别决定关键基因→双性基因→性别分化基因。尽管遵循这样的模式,但不同昆虫的性别决定基因和调控机制各不相同,特别是性别决定初级信号因子存在较大分歧。自黑腹果蝇Drosophila melanogaster的初级信号被发现以来,人们陆续确定了蚊子、蜜蜂、丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis、家蚕Bombyx mori等模式昆虫的初级信号。初级信号的种类复杂多样,包括性染色体的剂量、雄性化因子(male-determining factors, M factors)、等位基因的杂合度、母代印记等,这在一定程度上增加了非模式昆虫的研究难度。尽管如此,昆虫性别决定级联的下游调控机制仍相对保守,特别是transformer(tra)+transformer2(tra2)→doublesex(dsx)/fruitless(fru)的调控模式在大多数昆虫中存在共性。tra通过感知初级信号而发生选择性可变剪接,并在tra2的帮助下实现其对自身及下游dsx和fru的剪接调控,从而维持性别发育。dsx...     

膜翅目昆虫的性别决定机制

昆虫性别决定机制存在多样性和复杂性,其中膜翅目昆虫的性别决定由单双倍体决定,单倍体为雄性,二倍体为雌性。本文就膜翅目昆虫的性别决定模式和分子机制进行综述。膜翅目昆虫性别决定有6种模式,即互补性性别决定(complementary sex determination, CSD)、多位点互补性性别决定(multiple-locus CSD, ml-CSD)、基因组印记、母体效应、内共生体诱导产雌单性生殖、父本遗传基因组消除(paternal genome elimination, PGE)。其中,CSD机制是目前在膜翅目昆虫中普遍接受的性别决定模式。而蜜蜂的CSD性别决定机制是膜翅目昆虫性别决定模式中的典型代表,受csd→fem→dsx这一调控级联的控制。     

昆虫体细胞遗传性别决定信号通路的研究进展

昆虫遗传性别决定可分为体细胞性别决定、生殖细胞分化和剂量补偿效应3个层次。昆虫体细胞性别决定信号通路基本上都遵循从初始信号到关键基因,再到双性基因的信息流传递基本模式。不同昆虫间,体细胞性别决定初始信号(如X染色体剂量、M强雄基因、母系印迹及与PIWI相作用的RNA等)很复杂,关键基因(如sxl和tra/fem)有所变化,但双性基因(如dsx)很保守,且重要基因的剪接方式(如选择性剪接)非常保守。结合作者昆虫性别决定的研究工作,本文总结了双翅目、膜翅目和鳞翅目代表性昆虫种类的性别决定初始信号、关键基因及双性基因的研究进展及一般规律,为昆虫性别决定分子机制的进一步揭示、昆虫不育技术(SIT)的开发以及昆虫性别的人为操控提供理论基础。     

Bmrbp1基因在家蚕染色体上的定位(简报)

果蝇是生物性别调控的重要参考模式生物之一,其性别决定是由X染色体与常染色体的比值（X：A）所决定。此性别决定初级信号通过下游基因sex-lethal（sxl）、transformer（tra）、doublesex（dsx）等选择性拼接的级联调控作用,最终使果蝇发育为雌性或雄性。rbp1是参与果蝇雌特异性拼接的一个重要拼接因子,属于丝氨酸精氨酸富集蛋白家族,是常染色体上的单拷贝基因,它通过调节dsx前体mRNA的选择性拼接来调控果蝇的性别。[第一段]     

哺乳动物的性别决定相关基因的作用机理

哺乳动物的性别决定是以Sry基因为主导,其它多个基因参与的级联调控的机制。近年来的研究表明,Sry、Sox9、Wt1、Sf1、Amh、Dax1、Dmrt1、Wnt4等基因都参与性别决定的级联过程。哺育动物性别决定相关基因的研究,对性分化与生殖发育过程的了解具有十分重要的意义。主要论述了参与哺乳动物性别决定与调控的相关基因、可能作用机制及其研究进展等。     

家蚕性别及其决定基因的研究进展

家蚕作为模式生物和鳞翅目昆虫的典型代表,性别决定的分子机制是近年来的研究热点,其分子机制的阐明将为家蚕的雄蚕饲养和害虫的生物防治打下基础.主要对国内外家蚕性别决定、性染色体、家蚕性别决定基因的研究进展进行了综述,并对家蚕性别调控研究中存在的问题进行了分析和展望.     

卤虫中编码DM结构域的DNA序列的克隆和初步研究（简报）

性别决定的分子机制复杂多样,但是处于动物性别决定的基因调控网络底部的一些调控基因具有相当高的保守性。doublesex(dsx)基因和male abnomal-3(mab-3)基因分别是果蝇(Drosophila melanogaster)和线虫(Caenorhabditis elegans)性别决定调控途径末端的重要基因,对这两个基因序列的比较导致了DM结构域的发现,它是已知在性别发育过程中最为保守的DNA结合结构域。目前,已     

社会性昆虫品级分化的基因调控

品级分化是社会性昆虫的主要特征之一,包括雌性分化为生殖个体和非生殖个体,这一分化过程是受基因调控的。目前对社会性昆虫品级分化相关基因表达研究的报道较多,但是对这一分化的调控机制并不十分清楚,对这些基因的来源还存在争议。文章对社会性昆虫品级分化相关基因的研究概况作一综述,以期对以后相关方面的深入研究有所帮助。     

哺乳动物性别决定机制的研究进展

哺乳动物的性别决定包括初级性别决定和次级性别决定,是以SRY基因为主导,其他多个基因参与的级联调控过程。近年的研究表明。SRY、DAX1、SOX3等性染色体基因和SOX9、MIS、WT1、SF1等常染色体基因都参与性别决定的级联过程。结合中学生物学教材及发育生物学相关原理,从性染色体上和常染色体上与性别决定有关的基因阐述哺乳动物的性别决定机制,并简述了哺乳动物的性别决定模型。     

柞蚕Dsx基因的体外扩增

依据已测知的天蚕卵黄原基因5’端调控区序列设计特异性引物以柞蚕基因组DNA为模板对柞蚕卵黄原基因5’端调控区序列进行克隆并测序,成功获得了柞蚕卵黄原基因5’端调控区部分序列并在其中找到了柞蚕Bm dsx性别决定位点(ACATTGT)及CdxA,CREB,和GATA等昆虫基因调控元件。     

昆虫腹肢发育相关基因的研究进展

昆虫躯干外着生有一系列附属器官,主要包括背侧附器和腹侧附器,其中腹肢的多样性表现尤为突出。腹肢的发育过程受到多种调控因子的作用。本文就腹肢发育相关基因的表达、功能及调控因子间的相互作用等方面进行简要的综述。一方面,腹肢作为整体受Hox基因和成形素基因（Dpp/Wg）的调控,Hox基因直接决定腹肢的有无,Dpp/Wg通过其表达产物形成浓度梯度调控整个腹肢的发育,两者在腹肢整体发育中的作用不可取代。另一方面,腹肢基部、中部及远端部位分别受到各自特异的调控因子的作用。其中hth,tsh及al等均主要调节腹肢基部的发育,dac通过与Dll和Dpp/Wg相互作用从而调节腹肢中部的发育,bab,Dll及Lim1等对腹肢远端发育发挥重要作用。关节的形成对腹肢分节的形成至关重要,Notch信号通路相关因子如配体基因Dl和Ser,修饰物基因fng及下游靶基因odd,sob,drm和bowl等调节该过程。因此,研究昆虫腹肢发育相关基因,对于深入揭示腹肢的发育及其在进化过程中多样性形成的分子机制具有至关重要的作用。     

昆虫着色及体表黑色斑纹和斑点形成机制研究进展

昆虫在生长发育的过程中,会不断受到捕食者的攻击,为逃避被捕食在长期的适应进化中展现出各种适应性的形态特征,体色和斑纹的适应性变化是其中重要的防御策略。昆虫多样的着色模式常用于释放警告信号或者模仿宿主植物,避免被其他动物捕食并且加速逃避学习,而且在寻求伴侣、适应地理、调节体温和抵抗紫外线等方面发挥重要的生物功能,是昆虫学研究的热点之一。鳞翅目昆虫具有分布广、种类多的特点,大量的斑点和斑纹模式常见于鳞翅目昆虫中,其生物学功能比其他动物更明显。近年来研究发现色素色和结构色是昆虫主要的着色模式,眼色素、黑色素以及喋啶类色素是影响昆虫着色最重要的色素;而昆虫的寄主、环境因素、激素显著影响昆虫多样性着色模式的形成。利用定位克隆、经典遗传连锁图谱、RNA干涉、基因组编辑、高通量测序等技术分离鉴定出了多个调控鳞翅目昆虫着色的关键基因。研究表明, TH, DDC, yellow, laccase2, ebony, AA-NAT, tan和GTPCHI是昆虫色素合成信号通路中的关键基因,而多效性基因spz3, apt-like和wnt1以及20E诱导的转录因子E75A和spalt通过影响鳞翅目昆虫黑色素合成信号通路的活性从而调控黑色素的合成与沉积。本文对昆虫体色和斑纹多样性的形成和影响因素,昆虫着色类型及物质基础,以及黑色斑点和斑纹形成和调节机制方面的研究进展作了整理和总结,以期为今后着色基因的利用以及害虫防治提供理论参考。     

鳞翅目昆虫内共生菌研究进展

内共生菌(endosymbionts)与其昆虫宿主的共生关系是普遍存在的，它们彼此相互依赖、相互影响、协同进化。近年来，关于昆虫内共生菌的研究多以半翅目(Hemiptera)和双翅目(Diptera)昆虫为主，但数量不断增加的研究表明鳞翅目(Lepidoptera)昆虫与其体内共生菌的互作模式和机制也正在受到越来越多的关注。鳞翅目昆虫种类多，分布广，主要作为植食者、传粉者在生态系统中发挥作用，而其绝大部分幼虫会对农林业生产造成巨大经济损失。鳞翅目昆虫体内共生菌群落多样性相对较低，主要以次生共生菌Wolbachia为主，少数也感染有Spiroplasma，Arsenophonus及Rickettsia。它们常呈严格的母系垂直传播，也会发生一定比例的水平传播，在宿主的生长发育、生殖调控、环境适应、遗传进化方面发挥重要作用。目前一般采用诊断性聚合酶链反应、高通量扩增子测序、宏基因组测序等方法检测内共生菌。但鳞翅目昆虫内共生菌研究领域存在一些难点，包括：大多数内共生菌无法离体培养；丰度较低的内共生菌的生物学功能难以确定。基于鳞翅目昆虫内共生菌的分布及该领域的难点，建议未来的研究重点应放在次生共生菌及其生物学功能上。     

节肢动物内共生菌Wolbachia的研究进展

沃尔巴克氏体Wolbachia为母系传播的胞内共生菌,可通过对宿主产生多种调控方式扩大其自身在宿主种群的传播。据推测,有40%~60%的节肢动物都感染有Wolbachia,并可根据不同株系间的系统发育关系将其分为多个超群。为了有助于深入研究Wolbachia对其宿主的调控方式及其调控机制及提出更为有效的害虫生物防治策略,本文综述了节肢动物内共生菌Wolbachia的研究现状。1924年Wolbachia被报道首次发现于尖音库蚊Culex pipiens的生殖组织中,1971年确认其与宿主的胞质不亲和现象有关。Wolbachia可以通过胞质不亲和、杀雄、雌性化、孤雌生殖等作用方式调控宿主的生殖。除生殖调控之外,Wolbachia对宿主的调控方式还包括调控宿主新陈代谢、抵制病原菌、影响宿主生殖力等。Wolbachia调控的胞质不亲和现象可用“修饰-营救”(modification-rescue)模型解释,且已有与Wolbachia诱导宿主胞质不亲和相关的功能基因被报道。wMel株系是首个公布全基因组序列的Wolbachia株系,随后又有数十种不同株系的Wolbachia基因组陆续被破译。wMel株系Wolbachia可起到抑制登革热病毒传播的作用;同时,Wolbachia和昆虫不育技术的结合对白纹伊蚊Aedes albopictus野外种群起到良好的控制效果。鉴于目前节肢动物内共生菌Wolbachia的研究现状,我们认为未来应开展以下研究：(1)Wolbachia基因组及生殖调控作用关键功能基因的研究;(2)Wolbachia与宿主间互作机制的研究;(3)Wolbachia在生物防治方面的应用。     

鸡性别决定机制及相关基因研究进展

鸡性别决定虽然同哺乳动物一样受遗传控制,但其性染色体组成为ZZ／ZW,同哺乳动物相反呈现雌异型,并且鸡性腺性别分化同一些低等脊椎动物一样易受性激素影响。目前参照哺乳动物性别决定相关基因已获得了一些鸡同源基因序列(AMH,SF1,DAX1,SOX9)和3个可能与鸡性别决定有重要关联的候选基因(DMRT1,ASW和FET1)。对这些基因的表达模式及其在层次调控中的功能比较分析结果显示,鸡性别决定的遗传机制同其它脊椎动物相对一致,但也有明显的不同。     

昆虫天然免疫相关基因研究进展

在长期进化过程中,昆虫形成了强大的天然免疫防御系统,即体液免疫和细胞免疫。体液免疫主要包括Toll、IMD和JAK/STAT 3条信号通路,通过信号转导及免疫途径调控免疫相关基因的表达,诱导产生抗菌肽和其他效应分子。细胞免疫由血细胞介导,主要完成对病原物的包裹、吞噬和集结等。近年来,昆虫基因组学快速发展,通过生物信息学等方法从昆虫基因组数据中已鉴定到大量免疫相关基因,对这些基因的研究加深了人们对昆虫天然免疫分子机制的认识和理解。根据基因功能,免疫相关基因分为识别、信号转导、调制器、效应分子、黑化反应、RNA干扰和其他基因等7类,这些基因通过互作来调控体液免疫和细胞免疫。本文对昆虫免疫相关基因的分类、功能及家族进化等方面的研究成果进行总结,并对今后昆虫免疫的研究重点进行了展望,以期为昆虫免疫分子机制的研究及开发新的害虫防治策略提供依据。     

SRY基因及其性别决定

对近十年来关于脊椎动物尤其是哺乳动物的SRY基因及其性别决定机制的研究进展作了简要的综述。扼要阐述了哺乳动物的SRY基因的结构、转录、表达及其在性别决定中的作用模式及相关的基因家族。     

拟南芥在盐胁迫环境下SOS转录调控网络的构建及分析

研究拟南芥在高浓度盐处理环境下的基因调控网络, 有助于了解其在盐胁迫环境下保持正常生长的防御机制。针对目前广泛研究的SOS (Salt Overly Sensitive)耐盐机制, 文章整合公共数据库中盐胁迫相关的拟南芥基因组表达谱芯片, 通过反向工程方法构建了拟南芥在盐胁迫状态下的SOS转录调控网络。所获得的调控网络包含70个盐胁迫相关且高度互作的互作基因, 其中27个转录因子为主要调控节点。进而根据SOS核心基因的表达特性, 所得调控网络内的不同表达模式得到了鉴别。     

昆虫变态的激素与基因调控

昆虫变态是一个有趣而复杂的生物学现象,有不完全变态和完全变态。昆虫通过变态获得飞翔与生殖能力,扩大了生活范围,增强了适应能力。昆虫变态主要由咽侧体分泌的保幼激素和前胸腺分泌的蜕皮激素协同调控,众多基因参与。本文综合近几年的研究进展,重点介绍昆虫变态过程中保幼激素与蜕皮激素通过级联反应基因和microRNA调控的机制,以及保幼激素和蜕皮激素的合成调节机制。     

杆状病毒lef基因家族及其功能

病毒基因结构与功能和表达调控的研究是分子生物学领域的热点之一。其核心内容是揭示病毒基因组的复制机理以及早期基因对晚期基因的调控机制。昆虫杆状病毒基因的表达是级联式调控,按其表达的时序可分为极早期基因、早期基因、晚期基因和极晚期基因。早期基因主要为病毒基因组DNA复制、晚期基因的表达提供必需的蛋白因子。