5月30日,安徽農(nóng)業(yè)大學植物保護學院王耀輝教授聯(lián)合中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心詹帥研究員,在《科學》(Science)雜志上發(fā)表了題為Functional polymorphism of CYCLE underlies diapause variation in moths的研究論文。該研究首次發(fā)現(xiàn)核心生物鐘基因Cycle是調(diào)控家蠶等鱗翅目昆蟲滯育變異的關鍵基因,并揭示了鱗翅目昆蟲生活史變異的遺傳基礎。本研究所揭示的分子機制,為基于遺傳學手段打破滯育、高效利用經(jīng)濟昆蟲和資源昆蟲等提供了理論依據(jù)。研究成果更對于掌握害蟲的種群發(fā)生規(guī)律、保障國家糧食安全、促進生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面具有重要意義。
家蠶化性與季節(jié)性適應
(藍色:二化,即通過胚胎滯育一年繁殖2代;紅色:多化,一年多代)
本研究利用家蠶二化滯育品系(每年繁育二代,bi-voltinism)和非滯育多化品系(每年繁育多代,poly-voltinism)構(gòu)建定位群體,并結(jié)合全基因組關聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)Cycle基因是控制家蠶滯育和化性差異的主效基因。該基因是昆蟲核心生物鐘基因,主要參與昆蟲的晝夜節(jié)律調(diào)控。研究團隊發(fā)現(xiàn)家蠶Cycle基因通過可變剪接編碼3個亞型(isoforms A-C):相較于滯育品系,非滯育品系的C亞型由于其N端特異外顯子上的1-bp缺失發(fā)生移碼突變,但A/B亞型完整保留。通過開展基因編輯、生理生化實驗、行為學實驗等,研究團隊發(fā)現(xiàn)C亞型調(diào)控家蠶滯育的環(huán)境誘導,而A/B亞型發(fā)揮Cycle本身的晝夜節(jié)律調(diào)控功能。研究進一步發(fā)現(xiàn)Cycle基因的雙重功能普遍存在于鱗翅目昆蟲中(包括蛾類和蝴蝶),并在亞洲玉米螟中證明了C亞型對滯育的調(diào)控作用。這一模式為解答功能基因如何廣泛參與昆蟲復雜行為的適應性演化提供了嶄新的視角。
主要發(fā)現(xiàn):生物鐘基因Cycle通過不同亞型的功能多態(tài)性同時調(diào)控晝夜節(jié)律和季節(jié)節(jié)律
該論文是安徽農(nóng)業(yè)大學教授首次在《Science》雜志以共同第一作者身份發(fā)表研究成果。中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心博士研究生鄭詩芮(現(xiàn)美國杜克大學博士后)、安徽農(nóng)業(yè)大學王耀輝教授、中科院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心助理研究員李貴云博士為本文共同第一作者。中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心詹帥研究員為本文通訊作者,安徽農(nóng)業(yè)大學植物保護學院徐小淼博士參與了本項研究。
論文鏈接:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.ado2129
4月21日,安徽農(nóng)業(yè)大學曲少奇教授聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)大學朱奎教授、北京大學黃建永研究員及中國科學院深圳先進技術研究院黃術強研究員,在世界頂級期刊《細胞》(Cell)發(fā)表了題為《組織幾何結(jié)構(gòu)驅(qū)動細菌感染的時空動態(tài)規(guī)律》(Tissue geometry spatiotemporally drives bacterial infections)的研究論文。該研究首次發(fā)現(xiàn)了細菌感染“邊際效應”,闡明了力學微環(huán)境調(diào)節(jié)細菌感染的分子機制,構(gòu)建了靶向細菌定殖的藥物遞送系統(tǒng),發(fā)展了宿主導向抗菌策略,為應對細菌耐藥性危機提供了新的思路。
該論文是安徽農(nóng)業(yè)大學教師首次在Cell雜志以共同第一作者身份發(fā)表研究成果。北京大學博士后韓益明、北京農(nóng)學院劉曉曄副教授、安徽農(nóng)業(yè)大學曲少奇教授為論文共同第一作者,中國農(nóng)業(yè)大學朱奎教授、北京大學黃建永研究員、中國科學院深圳先進技術研究院黃術強研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金等項目的資助。
論文鏈接:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867425003940?via%3Dihub
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