《家蠶黑化代表型突變體的分子機制研究》是依託西南大學，由代方銀擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：家蠶黑化代表型突變體的分子機制研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：代方銀
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
昆蟲體內的黑色素具有許多生物學功能，其黑色素代謝研究具有重要模式地位。對昆蟲黑化突變形成的分子機制的解析，不僅可以揭示昆蟲黑色素代謝及相關生化反應的調控途徑和調控機制，也能為人類色素代謝障礙性疾病的防治提供重要參考。在家蠶中發現了較多表型各異的黑化突變，具有重要研究價值。本項目基於家蠶全基因組精細圖、重測序數據、分子連鎖圖等信息，精選多個黑化代表型突變體，通過定位克隆等策略分離獲得其候選基因，採用基因干涉或敲出、轉基因，並結合基因表達、酶活性分析及其抑制劑干擾、代謝產物分析及生化回復、組織形態學等手段，系統驗證基因功能，探索其在家蠶黑色素合成與著色模式建立過程中的分子調控機制。家蠶是重要的經濟昆蟲和實驗動物，是農林害蟲主要類群鱗翅目的典型模式，本研究對於深入理解鱗翅目昆蟲黑化及色素代謝的分子調控機制，以及建立新的害蟲防治靶標及人類色素障礙疾病研究模式，也有重要科學和實踐價值。
結題摘要
昆蟲黑化具有重要的生理和生態學功能，對其分子機制的解析，有著重要生物學意義和實用價值。家蠶是重要的經濟昆蟲，也是鱗翅目昆蟲的模式，保存有較多表型各異的黑化突變。我們精選家蠶幼蟲、蛹、成蟲時期多個黑化及相關突變體，通過定位克隆策略鑑定其功能基因，並闡明控制表型的機制。主要結果有：（1）完成體色及體形變異體竹蠶Bo的定位克隆，確定表皮蛋白基因BmorCPH24發生了無效突變，引起表皮細胞凋亡，導致體形和斑紋著色異常，在遺傳學Top期刊Genetics發表，併入選“亮點文章”；（2）鑑定了幼蟲期黑化突變“淡墨”的功能基因Bmbd，闡釋了Bmbd通過影響黑色素生物合成而產生黑化表型，部分結果發表在Scientific Reports；（3）完成家蠶小斑點Spc突變體的定位研究，鑑定到Spc蠶基因組有約305kb的缺失，分析了基因與表型的關聯性，在Insect Molecular Biology發表；（4）完成家蠶白化中國株alc突變分子機制研究，發現alc蠶中6-丙酮醯四氫蝶呤合成酶基因BmPTPS突變，黑色素合成受阻而導致幼蟲表皮不能正常黑化，並論證alc蠶可以作為人類苯丙酮尿症的動物模式，或能用於治療藥物篩選；（5）完成家蠶黑蛹bp的分子機制解析，揭示bp蠶中天冬氨酸脫羧酶基因BmADC調控區插入轉座子抑制其表達，使β丙氨酸含量不足，多巴胺過量累積而產生蛹黑化表型，在Scientific Reports發表；（6）完成家蠶成蟲期黑化突變sml的分子機理研究，鑑定了sml變異位點和候選基因功能，並確定了sml位點區域是鱗翅目昆蟲控制成蟲體色模式的保守調控區域。本項目主要研究結果還能發表2-3篇高水平學術論文。項目所獲得的創新發現對於深入理解鱗翅目昆蟲黑化的分子調控機制以及害蟲防控和人類色素障礙疾病研究，均有重要科學和實踐價值。
