近期国外重要学术期刊发表的蚕桑学相关论文简介

近期国外重要学术期刊发表的蚕桑学相关论文简介

1.Yûsuke Kondo1，Shinichi Yoda1，Takayuki Mizoguchi1，Toshiya Ando1，Junichi Yamaguchi1，Kim⁃iko Yamamoto2，Yutaka Banno3，Haruhiko Fujiwara1.（1.Department of Integrated Biosciences，Graduate School of Frontier Sciences，University of Tokyo，Kashiwa，Chiba 277-8562，Japan；2.Division of Ap⁃pliedGenetics，Institute of Agrobiological Science，Na⁃tional Agriculture and Food Research Organization，Tsukuba，Ibaraki 305-8634，Japan；3.Institute ofGe⁃netic Resources，Graduate School of Bioresource and Bioenvironmental Science，Kyushu University，Fukuo⁃ka，Fukuoka 812-8581，Japan）.Toll ligand Spätzle3 controls melanization in the stripe pattern formation in caterpillars.Proceedings of the National Academy of Sciences，www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1707 896114，2017，1-6.

题目：Toll配体Spätzle3调控了毛虫斑纹图案形成过程中的黑化作用

斑纹图案在各种毛虫中是一种常见的警戒色或伪装色，然而这种在生态上非常重要的图案是如何形成的呢，仍知之甚少。家蚕显性突变体Ze⁃bra（Ze），在其每个体节的背段前缘具有一个黑色条带。本文绘制了3135个家蚕幼虫的精细连锁图，显示负责Ze位点的一个63 kb区域内含有Toll配体基因Spätzle3（spz-3）等3个候选基因。电穿孔介导的异位表达和RNA干涉实验证明，在这些候选基因中，只有spz-3处理后能够诱导黑色素沉着，并且Toll-8是spz-3的受体基因。另一种家蚕突变体Striped（ps）斑纹更宽，本试验证明上述Toll受体/配体组合同样参与了该突变体的黑化作用。此外，敲除其他5个spz家族基因和10个Toll-相关基因，并没有使两种突变体的色素发生显著变化，这也暗示仅spz-3/Toll-8主要参与黑化过程而不是斑纹形成。下游色素基因yellow在Ze突变体斑纹区域发生特异性上调，但spz-3并未表现出这种区域特异性表达模式。之前已知Toll信号通路参与了先天免疫、腹背轴形成和神经营养功能，本研究直接证明Toll信号通路能控制毛虫黑化过程及适应性斑纹形成。

（李晓童整理，时连根校审）

2.Ryosuke Otsuki1，Masafumi Yamamoto2，Erika Matsumoto1，Shin-ichi Iwamoto1，Hideki Sezutsu3，Ma⁃sumi Suzui4，Keiko Takaki1，5，Keiji Wakabayashi6，Ha⁃jime Mori1，5，Eiji Kotani1，5（1.Department of Applied Biology，Kyoto Institute of Technology，Sakyo-ku，Kyo⁃to 606-8585，Japan；2.International Council for Lab⁃oratory Animal ScienceMonitoring Center，Central In⁃stitute for Experimental Animals，3-25-12 Tonoma⁃chi，Kawasaki-ku，Kawasaki 210-0821，Japan；3.Transgenic SilkwormResearch Unit，Institute of Agro⁃biological Sciences，National Agriculture and Food Research Organization，Tsukuba，Ibaraki 305-8634，Japan；4.Departmentof Molecular Toxicology，Gradu⁃ate School of Medical Sciences，Nagoya City Universi⁃ty，1 Kawasumi，Mizuho-cho Mizuho-ku，Nagoya 467-8601，Japan；5.TheCenter for Advanced Biology，Kyoto Institute of Technology，Sakyo-ku，Kyoto 606-8585，Japan；6.Graduate Division of Nutritional and EnvironmentalSciences，University of Shizuoka，52-1 Yada，Suruga-ku，Shizuoka 422-8526，Japan）.Bioen⁃gineered silkworms with butterfly cytotoxin-modified silk glands produce sericin cocoons with a utility for a new biomaterial.Proceedings of the National Acade⁃my of Sciences，2017，114：6740-6745.

题目：利用蝴蝶细胞毒素改性丝腺的生物工程家蚕生产的丝胶茧能作为一种新生物材料

摘要：特定组织发生功能障碍的转基因生物，在众多生物应用和机制研究中非常重要。然而，由于某些物种活细胞在蛋白表达（如细胞毒素）方面遇到的挑战仍未克服，导致模式动物组织特异性功能异常的生物工程操作进展缓慢。本文设计并利用转基因家蚕后部丝腺表达了菜粉蝶细胞毒素pierisin-1A（P1A）。P1A是细胞凋亡诱导因子pierisin-1的同系物，但其DNA ADP核糖转移酶活性要低于pierisin-1，同时P1A在家蚕来源的培养细胞中表达能诱导某些蛋白合成的抑制。利用转基因技术使具有酶活性的外源P1A结构域在家蚕后部丝腺成功表达，此时家蚕丝腺并未出现与凋亡有关的形态学变化，但外观异常明显。导入截短的P1A导致后部丝腺功能异常，此时后部丝腺不能产生丝素蛋白。转基因家蚕所结蚕茧只含有胶状的糖蛋白丝胶，其中可溶性丝胶能用来制备水凝胶。胚胎干细胞能在该水凝胶中维持未分化状态，添加细胞因子可使水凝胶中的细胞开始增殖。因此，靶向P1A基因表达的转基因技术能使家蚕产生有用的生物学性状，该技术具有很好的应用前景。

（李晓童整理，时连根校审）

3.Jing Zhang1，Danso Blessing1，Chenyu Wu1，Na Liu1，Juan Li1，Sheng Qin1，2，Muwang Li1，2（1.School of Biotechnology，Jiangsu University of Sci⁃ence and Technology，Zhenjiang，Jiangsu，China；2.TheSericultural Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Science，Zhenjiang，Jiangsu，China）.Comparative transcriptomes analysis of the wing disc between two silkworm strains with different size of wings.PLoS ONE，2017，12（6）：e0179560.

题目：两个翅大小不同的家蚕品种翅原基比较转录组分析

摘要：家蚕的翅由翅原基发育而来，家蚕品种不同翅形也不尽相同。本文选取翅发育正常的P50品种和小翅品种U11，鉴定了影响家蚕翅发育的关键因子。在预蛹期第1、2、3天解剖家蚕翅原基进行转录组测序，获得基因表达谱。P50家蚕与U11家蚕相比，共有628个基因具有表达差异，其中324个基因表达量上调，304个基因表达量下调。这些差异基因通过GO富集分析能够注释到5个GO类集下，KEGG富集分析能将这些差异基因富集到5个信号通路中。其中鉴定到3个通路与翅发育相关，这3个通路分别是“氨基糖和核酸糖代谢通路”、“蛋白酶体信号通路”和“Hippo信号通路”。采用qRTPCR方法对富集通路中代表性基因的表达进一步进行验证，结果与转录组测序结果高度一致。这也证明了本研究鉴定到的显著差异基因可能参与了家蚕翅大小发育的调控。另外，一些KEGG富集通路可能参与了翅形成的调控。本研究为进一步研究家蚕翅发育奠定了基础。

（李晓童整理，时连根校审）

4.Jianying Li1，2，Fang Cai2，Xiaogang Ye2，Jian⁃she Liang3，Jianke Li4，Meiyu Wu2，Dan Zhao2，Zhen⁃dong Jiang2，Zhengying You2，Boxiong Zhong2（1.In⁃stitute of Life Sciences，College of Life and Environ⁃mental Sciences，Hangzhou Normal University，Hang⁃zhou 310036，China；2.College of Animal Sciences，Zhejiang University，Hangzhou 310058，China； 3.College of Environmental&Resource Sciences，Zheji⁃ang University，Hangzhou 310058，China；4.Institute of Apicultural Research，Chinese Academy of Agricul⁃tural Sciences，Beijing 100081，China）.Comparative proteomic analysis of posterior silk glands of wild and domesticated silkworms reveals functional evolu⁃tion during domestication.Journal of Proteome Re⁃search，2017，16：2495−2507.

题目：家蚕与野蚕的后部丝腺比较蛋白质组学分析揭示了家蚕驯化中的功能性进化

摘要：饲养野蚕用来生产丝绸的历史在中国可以追溯到约5000年前。家蚕的产丝量相比野蚕有了很大提高，但丝腺功能性进化的分子基础仍然未知。本研究利用自由标记（label-free）鸟枪法蛋白质组学定量分析，鉴定到1028个和822个蛋白在五龄3天和5天野蚕后部丝腺中表达，其中128个蛋白存在表达差异。生物信息学分析证明，随着后部丝腺发育，表达上调蛋白主要与核糖体通路相关，这与之前家蚕中的报道相似。此外，筛选到50个蛋白在家蚕和野蚕间存在表达差异，这些蛋白可能涉及野蚕的驯化过程。有趣的是，家蚕较野蚕表达上调蛋白主要集中于核糖体通路，该通路与细胞大小和翻译能力密切相关。本论文暗示野蚕驯化中后部丝腺的功能性进化，是通过强化有利的信号通路以提高每个细胞丝蛋白合成效率而提高产丝量来驱动的。

（李晓童整理，时连根校审）

5.Miwa Uchibori-Asano1，Takumi Kayukawa1，Hideki Sezutsu1，Tetsuro Shinoda1，Takaaki Daimon1，2，（1.Institute of Agrobiological Sciences，National Agri⁃culture and Food Research Organization，Owashi 1-2，Tsukuba，Ibaraki，305-8634，Japan；2.Department of Applied Biosciences，Graduate School of Agriculture，Kyoto University，Kitashirakawa Oiwakecho，Sakyoku，Kyoto 606-8502，Japan）.Severe developmental timing defectsin theprothoracicotropic hormone（PTTH）-deficient silkworm，Bombyx mori.Insect Biochemistry and Molecular Biology，2017， 87（2017）：14-25.

题目：促前胸腺激素缺陷家蚕发生严重的发育时序缺陷

摘要：昆虫神经肽促前胸腺激素（PTTH）能触发前胸腺合成和释放蜕皮激素，因而控制蜕皮和变态的时序。PTTH的生理功能及其在前胸腺中有关的信号通路研究较为充分，但PTTH对于蜕皮激素合成和昆虫发育是否是必需的，目前仍不清楚。为了解决这个问题，本文建立并鉴定了家蚕PTTH敲除品系。发现PTTH敲除品系在幼虫期和蛹期会发生严重的发育延迟。PTTH敲除品系的幼虫期表型可归为以下3类：（1）2龄发育阻滞，（2）4龄幼虫变态发育早熟（较正常型早发育一个龄期），（3）5个幼虫龄期结束后变态发育产生正常大小蚕蛹。PTTH敲除幼虫血淋巴中的蜕皮激素滴度峰值显著降低，峰值出现时间延迟，这表明幼虫发育延迟是由于前胸腺蜕皮激素合成减少和延迟导致的。除了这些缺陷，PTTH敲除个体蜕皮激素会维持在较低的基底水平，表明PTTH的主要作用在于蜕皮期上调蜕皮激素在前胸腺的合成，PTTH缺失会导致蜕皮激素维持在基底水平。作者同时发现PTTH敲除个体中涉及蜕皮激素合成的基因及蜕皮激素信号通路相关基因的mRNA表达显著下降。本研究为PTTH并非发育必需，但能协调生长和发育时间提供了遗传学证据。

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6.Baosheng Zeng1，2，Yuping Huang1，Jun Xu1，2，Takahiro Shiotsuki3，Hua Bai4，Subba Reddy Palli5，Yongping Huang1，X Anjiang Tan1（1.Key Laborato⁃ry of Insect Developmental and Evolutionary Biology，Institute of Plant Physiology and Ecology，ShanghaiIn⁃stitutes for Biological Sciences，Chinese Academy of Sciences，Shanghai 200032，China；2.University of Chinese Academy ofSciences，Beijing 100049，Chi⁃na；3.National Agriculture and Food Research Orga⁃nization，Institute of Agrobiological Sciences，Division of Insect Science，1-2 Owashi，Tsukuba，Ibaraki 305-8634，Japan；4.Department of Genetics，Develop⁃ment，and CellBiology，Iowa State University，Ames，Iowa 50011；5.Department of Entomology，Universi⁃ty of Kentucky，Lexington，Kentucky 40546-0091）.The FOXO transcription factor controls insect growth and development by regulating juvenile hormone deg⁃radation in the silkworm，Bombyx mori.Journal of Bi⁃ological Chemistry，2017，292（28）：11659–11669.

题目：家蚕FOXO转录因子通过调节保幼激素降解来控制家蚕生长发育

摘要：FOXO是胰岛素信号通路末端的转录因子，在各种生物中能够调控多种生理过程，包括调节昆虫的生命周期。然而，FOXO是如何通过与激素信号互作而调节昆虫生长发育的，目前仍知之甚少。本文利用基于转基因技术的CRISPR/Cas9系统，制成了家蚕FOXO突变体用以揭示FOXO在鳞翅目昆虫发育中的生理功能。发现家蚕FOXO突变体从1龄开始发育延迟，变态发育出现早熟，4龄末期化蛹（三眠蚕）而不是正常的5龄末期化蛹。然而，与之前报道的变态发育早熟是由于家蚕突变体保幼激素不足导致的不同，FOXO突变体整个幼虫期发育时间与正常家蚕类似。外源添加20-羟基蜕皮酮或保幼激素类似物能拯救三眠蚕表型。RNA测序和基因表达分析表明，FOXO突变体中保幼激素降解基因表达上调，而不是之前认为的合成基因表达上升。另外，在保幼激素降解酶编码基因的启动子区域鉴定到若干FOXO结合位点。这些证据表明，FOXO不能调控保幼激素合成，但能够调控保幼激素降解，并能通过进一步调控激素稳态来控制家蚕生长发育。本文揭示了FOXO通过调控保幼激素信号来控制昆虫发育这一关键作用。

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7.Xinhai Ye1，Liwen Yang2，David Stanley3，Fei Li1，Qi Fang1（1.Ministry of Agriculture Key Lab of Molecular Biology of Crop Pathogens and Insects，Zhejiang University，866Yuhangtang Road，Hangzhou，310058，China；2.Department of Entomology，Col⁃lege of Plant Protection，NanjingAgricultural Universi⁃ty，Nanjing，210095，China；3.Biological Control of Insects Research Laboratory，USDA/ARS，Columbia，MO，65203，USA）.Two Bombyx mori acetylcholines⁃terase genes influence motor control and development in different ways.Scientific Reports，2017，7：4985

题目：家蚕两个乙酰胆碱酯酶基因通过不同方式影响运动控制和发育

摘要：乙酰胆碱酯酶能够催化乙酰胆碱分解，因而终止突触传递。在大多数昆虫中存在两个乙酰胆碱酯酶（AChE，EC 3.1.1.7）编码基因：乙酰胆碱酯酶编码基因1（ace1）编码突触酶，乙酰胆碱酯酶编码基因2（ace2）在许多昆虫如二化螟和小菜蛾中具有其他必需功能。家蚕有着超过两千年的驯化历史，其ace基因在历史上并没有暴露于杀虫剂的危害之下。本研究检测了家蚕两个ace基因（BmAce1和BmAce2）的功能差异。定量PCR分析证明，BmAce1在肌肉中表达量很高，而BmAce2在各组织中均有表达，但在头部表达量较高。分别利用化学合成的siRNA抑制两个基因表达，发现两个基因siRNA注射后表达量能够降低13-75%，AChE活性相比正常型降低32-85%。与siBmAce1处理组20%致死率相比，BmAce2沉默表达会导致约26%个体致死，致死率更高，致死也更快。尽管两个基因沉默表达均会导致运动障碍、发育迟缓和产丝量降低，但BmAce1沉默表达对运动控制和发育的影响比BmAce2更大。综上所述，两个BmAce基因功能必需，但生物学意义不同。

（李晓童整理，时连根校审）

8.Daiki Fujinaga1，Yusuke Kohmura2，Naoki Okamoto2，Hiroshi Kataoka1，Akira Mizoguchi2（1.De⁃partment of Integrated Biosciences，Graduate School of Frontier Sciences，The University of Tokyo，Kashi⁃wa，Chiba 277-8562，Japan；2.Division of Biological Science，Graduate School of Science，Nagoya Universi⁃ty，Nagoya 464-8602，Japan）.Insulin-like growth fac⁃tor（IGF）-like peptide and 20-hydroxyecdysone reg⁃ulate the growth and development of the male genital disk through different mechanisms in the silkmoth，Bombyx mori.Insect Biochemistry and Molecular Bi⁃ology，2017，87：35-44.

题目：胰岛素样生长因子类似肽和20-羟基蜕皮酮通过不同机制调控雄蚕生殖盘的生长发育

摘要：蜕皮激素在昆虫蜕皮和变态发育的调控过程中发挥了关键作用。然而，化蛹后蜕皮激素调控成虫器官生长发育的机制目前仍知之甚少。最近作者等发现了一种化蛹后由20-羟基蜕皮酮（20E）控制分泌的胰岛素样生长因子类似肽IGFLP，大量IGFLP存在于家蚕蛹-成虫发育的血淋巴中，这暗示了IGFLP多肽在调控家蚕成虫组织生长中的重要作用，并推测包括器官芽在内的成虫组织的生长发育是由IGFLP和20E共同控制的。本研究利用间接体内培养雄蚕生殖盘，检测了IGFLP和20E的生长促进作用，并进一步分析了细胞信号通路对激素功能的调控。发现20E能诱导生殖盘伸长，两种激素以添加剂的形式促进蛋白合成，IGFLP和20E分别通过胰岛素/胰岛素生长因子信号通路和丝裂原活化蛋白激酶信号通路发挥功能。本研究证明生殖盘的生长发育是由IGFLP和20E共同调控的。

（李晓童整理，时连根校审）