science:ca能不能合成保幼激素jh

华中农业大学植物科学技术学院的王小平团队搞了个大动作,最近在顶级期刊《PNAS》上挂了篇文章。文章里提到了十字花科蔬菜里的害虫大猿叶虫,这虫子有个能长能缩的内分泌器官叫咽侧体,简称CA。科研人员发现,CA这块地方长得怎么样,直接决定了它能不能合成保幼激素JH,就好比开关一样,控制着昆虫到底是生娃还是进入滞育状态。 文章的第一作者是王小平组的博士生王蔻,还有王小平教授跟加拿大阿尔伯塔大学的刘文博士一起当的通讯作者。课题组把这批害虫放在不同的光照条件下养——短日照SD和长日照LD。结果发现,在短日照下,CA长得特别旺盛,细胞核变大;而在长日照下,CA一直蔫蔫的。这种差异跟JH的合成能力非常吻合。不过有意思的是,以前大家觉得能管JH合成的关键基因,其实对CA的大小没啥影响。这说明在激素出来之前,上面早就有一套机制定好了CA的生长状态。 为了弄明白这套机制到底是啥,研究人员建了个转录组数据库。他们先把SD和LD条件下的CA以及整个虫子的基因信息都存了下来。拿全虫当对照,在CA里找那些专门对光周期信号有反应的基因。接着用RNAi技术大概筛了54个候选基因。最后锁定了两个转录因子retn和vvl,这两个家伙能直接调控CA的生长和JH的合成。 进一步研究发现,在SD条件下,retn和vvl在CA的细胞核里特别活跃。尤其是retn,它位于vvl的上游控制着vvl的表达。研究人员还把这两个基因敲低了,再看看剩下的基因是啥情况。又挑了23个候选基因做RNAi实验,最终发现了第三个转录因子emc是它们的共同下游靶标。 这三个基因(retn–vvl–emc)组成了一个能感受光周期变化的级联反应链。它们通过调节CA里的DNA复制活动,塑造了CA的生长状态。这直接决定了JH能合多少,进而控制了昆虫是生娃还是进入滞育状态。这个研究揭示了环境信号是怎么通过内分泌器官的生长状态来限制激素合成能力的。 其实就是环境信号先把内分泌器官的生长状态给定死了(SD就长得快,LD就长得慢),这限制了它合成激素的能力,这样一来昆虫的季节性生理变化才能稳定地被调控。 总之,这个研究不仅找到了昆虫控制滞育的开关机制,还为农业上防治害虫提供了新的思路。