家蚕眠性主基因的定位克隆及分子作用机制研究

家蚕因为幼虫生长蜕皮次数的差异而形成不同的眠性品系，包括常见的4眠蚕（蜕皮4次，形成5个幼虫龄期）以及多种眠性突变。家蚕眠性是一种遗传性状，且主要受保幼激素（Juvenile hormone，JH）和蜕皮激素（20-hydroxyecdysone, 20E）的协同调控。本项目旨在鉴定调控家蚕眠性形成的新基因，并研究其与JH和20E途径的互作关系。首先，我们从家蚕显性三眠突变（M3）入手，发现该突变是由幼虫2龄初期JH滴度异常升高引起；应用定位克隆方法鉴定了该突变的紧密连锁基因是同源异型盒（homeodomain）基因家族的Scr，并进一步证实Scr转录因子对参与JH合成途径的神经肽及相关酶类基因的转录具有正调控作用。此外，我们通过一系列分子及个体水平的实验，系统证实了两个homeodomain转录因子即Antp和POU-M2能通过蛋白互作来直接调控家蚕20E合成途径限速酶基因Phantom的转录，从而影响20E合成及发育进程。综合来看，本项目首次证实homeodomain转录因子成员通过调控家蚕JH及20E合成途径关键基因的转录来影响其合成水平，进而影响眠性及发育。这些成果无疑丰富了昆虫内分泌激素的合成调控机理。