分子伴侣蛋白Hsp90对飞蝗滞育特征进化的调控

热激蛋白Hsp90是复杂的分子伴侣蛋白系统中中非常关键的一员。过去基于实验种群的研究认为，Hsp90对生物进化具有缓冲作用。但是，由于缺乏良好的突变模型和野外种群的验证，该理论一直受到挑战，也无法系统验证。本项目主要研究下面三个方面的内容：（一）重复因子Lm1介导的Hsp90突变特征，及其与适应性的关联；(二)Hsp90突变受自然选择证据；（三）Hsp90突变与胚胎耐寒性的关系。本项目在飞蝗地理种群个体发现一个Hsp90基因插入/删除突变。该突变是由于一个高度重复因子Lm1导致。自然种群和实验种群只发现突变杂合子的存在。该杂合子具有杂种优势, 从而保持该突变位点在种群内的高比例。如海南种群杂合子比例高达76%。Lm1插入影响了Hsp90的mRNA和蛋白表达。有Lm1插入的个体中，Hsp90基因的序列变异明显降低。包含有Lm1插入的29个位点中，只有2个不同的单倍体，而在野生型中有14个不同的单倍体。有4个新的突变位点固定下来，导致3个氨基酸突变。这些突变可能导致Hsp90功能和活性的改变。因此， Hsp90突变区域受明显的自然选择。该突变还导致耐寒性降低。我们的研究揭示了分子伴侣蛋白Hsp90基因分子进化机制。重要的是，发现了Hsp90基因突变受自然选择的过程和特点，还揭示Hsp90自然突变在飞蝗种群的地理适应过程中发挥作用。