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中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生生態(tài)研究所黃勇平研究組和譚安江研究組在學(xué)術(shù)期刊 PLOS Genetics 上發(fā)表了研究論文 Bombyx mori P-element Somatic Inhibitor (BmPSI) Is a Key Auxiliary Factor for Silkworm Male Sex Determination。該研究報(bào)道了家蠶雄性性別決定中的一個(gè)關(guān)鍵輔助因子 BmPSI。
不同的昆蟲類群具有高度多樣性的性別決定機(jī)制。家蠶是研究鱗翅目昆蟲遺傳和發(fā)育的模式昆蟲，其性染色體系統(tǒng)是 ZZ/ZW 型，雌性個(gè)體是異型配子型的 ZW，雄性個(gè)體是同型配子型的 ZZ，在雌性個(gè)體的 W 染色體上有一個(gè)雌性性別決定因子 Fem（female-enriched PIWI-interacting RNA）。Fem 是一個(gè) piRNA，可以通過靶標(biāo)下游基因 BmMasc 來控制 Bmdsx 的性別特異性剪接。家蠶雌性性別決定的初級信號雖然已經(jīng)得到鑒定，但目前家蠶性別決定的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)還沒有得到深入闡明。
該研究利用 CRISPR/Cas9 等遺傳操作手段，對家蠶中一系列與性別決定和分化相關(guān)的同源基因進(jìn)行了系統(tǒng)性敲除，調(diào)查了這些突變體的性二態(tài)特征，并在分子水平上分析了這些基因之間的相互影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在 BmPSI 突變體中，雌性個(gè)體的性別發(fā)育和分化不受影響，而在雄性個(gè)體中，BmPSI 的突變導(dǎo)致了雌性化特征的出現(xiàn)，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn) BmPSI 可以調(diào)控 Bmdsx 的剪接和 BmMasc 的轉(zhuǎn)錄表達(dá)，從而確定了 BmPSI 在家蠶雄性性別決定和分化中的重要作用。該項(xiàng)研究為家蠶性別決定通路相關(guān)基因的功能研究提供了遺傳學(xué)和表型證據(jù)，也為深入闡明昆蟲的性別決定和調(diào)控機(jī)制提供了進(jìn)一步的理論依據(jù)。
該工作主要由博士生許軍完成。項(xiàng)目得到了中科院戰(zhàn)略先導(dǎo) B 項(xiàng)目和國家自然基金委的資助。
論文：Bombyx mori P-element Somatic Inhibitor (BmPSI) Is a Key Auxiliary Factor for Silkworm Male Sex Determination
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