《家蠶翅原基變態發育的分子調控機理》是依託華南師範大學，由馮啟理擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：家蠶翅原基變態發育的分子調控機理
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：馮啟理
- 依託單位：華南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
以家蠶和野桑蠶為研究對象，以受蛻皮激素和保幼激素調控的蛹期翅原基表皮幾丁質蛋白BmWCPs基因為主要研究模型，採用分子生物學、發育生物學、轉錄組學和蛋白組學等方法，研究激素信號傳導途徑對家蠶變態發育調控的分子機理，分析家蠶與野桑蠶翅原基發育過程中的差異基因，並嘗試通過轉基因技術獲得蛹期延長的家蠶品系。研究內容包括：（1）蛻皮激素信號傳導途徑對家蠶翅原基發育的分子調控；（2）保幼激素信號傳導途徑對家蠶翅原基發育的分子調控；（3）其它核轉錄因子對家蠶和野桑蠶翅原基發育的影響；（4）家蠶和野桑蠶翅原基變態發育的轉錄組學和蛋白組學分析；（5）蛹期延長的轉基因家蠶素材構建。研究對闡釋昆蟲變態發育分子調控機制，解釋家蠶與野桑蠶翅原基發育的差異及其對飛翔能力影響等科學問題具有重要意義，並為利用BmWCPs基因蛹期專一表達的特性以延長蠶蛹發育，解決成蟲過早破繭而出、降低蠶絲質量的重大生產問題提供理論指導。
結題摘要
變態發育是昆蟲最顯著的發育特徵和奇特的生物學現象，使得昆蟲能使昆蟲更好地適應環境、生存和繁殖。翅原基變態發育是昆蟲變態發育最典型的事件之一。家蠶重要的經濟昆蟲，同時是鱗翅目的模式昆蟲，對翅發育的研究可為尋求昆蟲生長調節劑打下基礎。本項目以闡明昆蟲激素調控家蠶翅原基變態發育的分子機制為出發，分析了家蠶翅原基發育的基因表達調控，家蠶與野桑蠶翅原基發育過程中的轉錄組差異，通過GAL4/UAS轉基因技術構建蛹期延長的家蠶品系，研究了DNA二級結構調控基因表達的分子機制。在國際重要SCI刊物發表10篇論文，申報國家發明專利2項，圓滿完成了計畫任務。主要取得如下重要結果：(1) 闡明了蛻皮激素和保幼激素調控翅原基變態發育的分子機制，主要是通過轉錄因子( BmBR-C Z4、BmPOUM2、BmAbd-A等)的級聯反應調控蛹期專一表達的翅原基表皮蛋白基因BmWCPs的表達，促使幼蟲翅原基完成向蛹翅的轉變；(2) 發現BmFoxA是調控翅原基變態發育的分子開關之一，與BmSAGE一起通過調控BmWCPs的表達與不表達來調控翅原基變態發育；(3) 揭示了家蠶飛行能力退化的分子機制，主要由於大量與翅發育相關基因表達歷時短且表達量低和背板肌動蛋白帶細胞骨架調節與緊密連線相關通路下調導致背板肌肉細胞細小且排列疏鬆等造成的；(4) 獲得了以BmWCP4啟動子和致死/凋亡相關基因構建的蛹期延長的轉基因家蠶素材；(5) 發現了一種新的轉錄調控機制，BmPOUM2啟動子上的二級結構G4和i-motif及其它們的結合蛋白參與了BmPOUM2的表達調控。研究結果不僅可提供昆蟲變態發育的新理論，也可為理解昆蟲對人工馴化環境的適應性和新的基因表達調控機制提供數據，為今後研製新型昆蟲生長調節劑奠定基礎，更為解決成蟲過早破繭而出，降低蠶絲質量的重大生產問題提供了素材。
