近期国外重要学术期刊发表的蚕桑学相关论文简介

1.Qiang Zhang1,Wei Sun1,Bang-Yong Sun1,Yang Xiao2and Ze Zhang1,3(1.Laboratory of Evolutionary and Functional Genomics,School of Life-Sciences,Chongqing University,Chongqing 400044,China;2.Sericulture&Agri-food Research Institute,Guangdong Academy of Agriculture Science,Guangzhou 510640,China;3.Laboratory of Evolutionary and FunctionalGenomics,School of Life Sciences,ChongqingUniversity,Chongqing 401331,China).The dynamic landscape of gene regulation during Bombyx mori oogenesis.BMC genomics,2017,18(1):714.

题目：家蚕卵形成中基因调控的动态变化

摘要：家蚕卵形成是一个包括前卵黄形成、卵黄形成和绒毛膜形成等反应的复杂过程。在这个过程中，卵泡表现出剧烈的形态和生理变化，然而，卵形成过程的全基因组调控基因表达谱仍有待确定。本研究获得了时间序列的转录组数据，并以此揭示了卵形成中基因调控的动态模式。不同时期共鉴定到1932个差异表达基因，其中大多数差异基因出现在卵黄形成后期到绒毛膜形成早期的过渡过程中。作者利用加权基因共表达网络分析，确定了6个对应多个调控途径的时期特异性基因模块。值得注意的是，蜕皮激素---20-羟基蜕皮酮（20E）的生物合成途径在其中一个模块中富集。进一步分析显示，类固醇生成基因中的蜕皮激素20-羟化酶基因（CYP314A1）主要在前卵黄形成和卵黄形成早期表达。而20E灭活基因，特别是蜕皮激素26-羟化酶基因（Cyp18a1）在卵黄形成晚期大量表达。20E合成和代谢相关基因的不同表达模式，可能会确保激素滴度在从卵黄形成到绒毛膜发生的过渡点快速下降。此外，作者比较了家蚕（鳞翅目）和果蝇（双翅目）卵形成中基因调控模式的差异，发现基因共表达模块在昆虫卵形成过程中有一些共同之处。本研究为多滋卵巢昆虫卵形成的潜在调控机制提供了新见解。这些结果也为进一步研究昆虫卵形成中的表观遗传重构作用和生理节律提供了线索。

（李晓童整理，时连根校对）

2.Shenglei Yuan1,2,Wuren Huang1,Lei Geng1,Brenda T.Beerntsen3,Hongsheng Song2,Erjun Ling1(1.Key Laboratory of Insect Developmental and Evolutionary Biology,Institute of Plant Physiology and Ecology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai,China;2.Department of Neurosciences,College of Life Sciences,Shanghai University,Shanghai,China;3.Department of Veterinary Pathobiology,Universityof Missouri,Columbia,MO,USA).Differentiation of lepidoptera scale cells from epidermal stem cells followed by ecdysone-regulated DNA duplication and scale secreting.Cell Cycle,2017(2):1.

题目：鳞翅目家蚕表皮干细胞分化产生鳞片细胞，随后蜕皮激素调控DNA复制和鳞片分泌

摘要：体壁是保护昆虫免受物理损伤和病原感染的第一道防线。鳞翅目昆虫在变态发育中经历了显著的形态变化（如鳞片形成），而此过程中的体壁发育和鳞片形成机制，目前仍知之甚少。本研究以家蚕为模型，发现每个体节除节间膜外的体壁上的干细胞会在纺锤期分裂成两个鳞片前体细胞。在新形成的蚕蛹中，鳞片前体细胞再次分裂。其中一个子代细胞会变成成熟的鳞片分泌细胞，并经历多轮DNA复制；而另一个子代细胞随后会发生凋亡。鳞片的产生在细胞分裂抑制剂紫杉醇处理后会发生阻滞，因此该鳞片前体细胞的分裂对于鳞片分泌细胞的生长和分化至关重要。注射20-蜕皮羟基酮能抑制鳞片形成，因此鳞片分泌细胞后续的生长受到20-羟基蜕皮酮而不是保幼激素的控制。进一步研究表明，20-羟基蜕皮酮注射会抑制鳞片分泌细胞DNA的复制，而BR-CZ2会下调鳞片形成基因ASH1的表达。因此，本研究结果表明，家蚕鳞片细胞发育依赖于化蛹之前的干细胞分裂，随后一次细胞分裂将这些细胞分化为鳞片分泌细胞，不久后就进入蛹期。另外，鳞片分泌细胞的DNA复制和鳞片生成受到20-羟基蜕皮酮的调控。

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3.Gajula Gopinath,Kuchi Srikeerthana,Archan-aTomar,Srikakolapu M.Ch.Sekhar,Kallare P.Arunkumar(Centre of Excellence for Genetics and Genomics of Silkmoths,Laboratory of Molecular Genetics,Centre for DNA Fingerprinting and Diagnostics,Hyderabad 500001,India).RNA sequencing reveals a complete but an unconventional type of dosage compensation in the domestic silkworm Bombyx mori.Open Science,2017,4:170261.

题目：RNA测序揭示了家蚕中存在完全但不同寻常的剂量补偿反应

摘要：不同性别间性染色体的剂量差异通常被一种称为剂量补偿（DC）的基因调控机制来规范。之前研究显示，DC机制通常在XY性别决定系统中而非ZW系统中有效，而鳞翅目（ZW系统）DC研究结果仍令人迷惑。DC在烟草天蛾中是完全的，在印度谷螟中是不完全的，而在袖蝶中是部分不完全的。家蚕中的DC研究迄今得到的结论仍是有争议的，基于芯片数据的分析结果表明家蚕中的DC是不完全的，而最近相同数据再次分析表明家蚕DC是完全的。本研究利用RNA测序方法分析了家蚕性别确定的胚胎（78、96和120 h）和幼虫的头部，发现DC开始于120 h胚胎期。Z染色体平均连锁表达远低于常染色体，而在初始阶段（胚胎78和96 h）观察到的雄性偏向性Z染色体连锁表达几乎能补偿120 h胚胎期的表达量，而且在头部能实现完全补偿。基于这些发现，作者暗示家蚕中存在一种完全的但不同寻常的DC，这可能是通过降低雌蚕（ZZ）Z染色体连锁表达来实现的。本研究首次利用二代测序方法证明家蚕中存在完全的DC，这也澄清了之前的相关争论。

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4.Shogo Furutani1,Daiki Okuhara1,Anju Hashimoto1,Makoto Ihara1,Kenji Kai2,Hideo Hayashi2,David B.Sattelle3,Kazuhiko Matsuda1*(1.Faculty of Agriculture,Department of Applied Biological Chemistry,Kindai University,Nara,Japan;2.GraduateS-chool of Life and Environmental Sciences,Osaka Prefecture University,Sakai,Japan;3.Centre for RespiratoryBiology,UCL Respiratory,Rayne Building,University College London,London,UK).An L319F mutation in transmembrane region 3(TM3)selectively reduces sensitivity to okaramine B of the Bombyx mori l-glutamate-gated chloride channel.Bioscience Biotechnology and Biochemistry,2017,81(10):1861-1867.

题目：跨膜域3的L319F突变能选择性降低对家蚕L-谷氨酸门控氯离子通道的简青霉素B的敏感性

摘要：简青霉菌AK-40产生的简青霉素能激活昆虫的L-谷氨酸门控氯离子通道（GluCls）而使昆虫麻痹。而简青霉素与昆虫GluCls的结合位点仍不清楚。序列比对显示，简青霉素B敏感性家蚕GluCls的第319位亮氨酸（L319）对应相同品种简青霉素B不敏感性家蚕γ-氨基丁酸门控氯离子通道中的苯丙氨酸。上述L319残基位于第三跨膜结构域，该区域在线虫GluCls中与依维菌素结合位点临近。含L319F突变的家蚕GluCls能保留其对L-谷氨酸的敏感性，但对伊维菌素的反应降低，对简青霉素B的反应完全被阻断。

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5.Chun Liu1,2,3,Wenbo Hu1,2,Tingcai Cheng1,2,3,Zhangchuan Peng1,2,Kazuei Mita1,2,Qingyou Xia1,2,3(1.State Key Laboratory of Silkworm Genome Biology,Southwest University,Chongqing,400715,China;2.Key Laboratory of Sericultural Biology and Genetic Breeding,Ministry of Agriculture,Southwest University,Chongqing,400715,China;3.Chongqing Engineering and Technology Research Center for Novel Silk Materials,SouthwestUniversity,Chongqing,400715,China).Osiris9a is a major component of silk fiber in lepidopteran insects.Insect Biochemistry and Molecular Biology,2017,89:107-115.

题目：Osiris9a是鳞翅目昆虫丝纤维的主要组分

摘要：之前的高通量蛋白质组学研究发现，蚕茧中含有上百种复合蛋白，除丝素、丝胶和一些蛋白酶抑制剂外，许多蛋白的功能仍然未知。本研究鉴定了Osiris基因家族成员，并基于来源于不同物种的序列构建了系统发生树。结果显示，Osiris基因亚家族含有6个成员，该亚家族在鳞翅目昆虫中特异性表达并通过基因复制进化产生。家蚕中的一个Osiris基因家族成员因为与果蝇Osiris9同源，因而被命名为BmOsiris9a。BmOsiris9a只在家蚕幼虫中部丝腺中高表达，表达模式与Sericin1基因类似。Westernblot分析显示BmOsiris9a有两条带，这暗示其可能受到了转录后修饰的影响。免疫组化分析证明BmOsiris9a合成后分泌到中部丝腺管腔中，并定位于丝纤维的丝胶膜上。BmOsiris9a不仅在3个蚕蛾科物种（家蚕、野蚕和B.huttoni）中存在，在天蚕蛾科昆虫（琥珀蚕、印度天蚕和樗蚕）的丝纤维中也有发现。尽管Osiris9a在丝纤维中的生物功能仍未知，但本研究证明Osiris9a是丝纤维的共有结构组分并在产丝蚕蛾和天蚕蛾科昆虫中广泛表达，这一结果具有重要意义，将为理解Osiris9a在丝纤维中的功能提供帮助。

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6.Nishida K M1,Sakakibara K1,Iwasaki Y W2,Yamada H1,Murakami R1,Murota Y1,Kawamura T3,4,Kodama T4,Siomi H2,Siomi M C1.(1.Department of Biological Sciences,Graduate School of Science,The University of Tokyo,Tokyo 113-0032,Japan;2.DepartmentofMolecular Biology,Keio University School of Medicine,Tokyo 162-8582,Japan;3.Proteomics Laboratory,Isotope Science Center,The University of Tokyo,Tokyo 113-0032,Japan;4.Laboratory for Systems Biology and Medicine,Research Center for Advanced Science and Technology,The University of Tokyo,Tokyo 153-8904,Japan).Hierarchical roles of mitochondrial Papi and Zucchini in Bombyx germline piRNA biogenesis.Nature,2018,555(8):260-264.

题目：线粒体Papi和Zucchini在家蚕生殖细胞系piRNA生物合成中的层次化功能

摘要：PIWI互作RNAs（piRNAs）是一类小的调控RNA，能在动物生殖细胞中通过结合PIWI蛋白来控制转座子并维持基因组完整性。家蚕piRNA的3'端形成已被证明是被3'-5'核酸外切酶Trimmer调控的，piRNA中间体结合PIWI后能够锚定到线粒体Tudor结构域蛋白Papi上。然而，在果蝇piRNA生物合成中发挥重要作用的Zucchini（Zuc）核酸内切酶和Nibbler（Nbr）3'-5'核酸外切酶，是否在其他物种中参与了piRNA的加工仍不清楚。本研究发现家蚕Zuc缺失对于Trim和Nbr表达没有影响，但能导致Papi复合物中piRNA中间体的异常积累，这些异常积累的piRNA中间体通过与Zuc的重组被加工成成熟的piRNA。Papi只有在PIWI存在并发生磷酸化的情况下才能发挥RNA结合活性，这表明复合物组装是一个层次化过程。在Papi复合物中，piRNA中间体的5'和3'末端表现出PIWI“限制器”活性，成熟piRNA并没有表现出定相模式。Zuc缺失对中间体5'和3'末端的形成没有影响，这也充分支持了家蚕piRNA 5'端的形成依赖于PIWI限制器活性，而3'端形成是由Zuc核酸内切酶决定的。由于家蚕没有依赖于定相piRNAs的转录沉默机制，所以家蚕piRNA生物合成机制比果蝇简单。

（李晓童整理，时连根校对）