蚕学外文学术论文摘要选译

1.TONG X L，HAN M J，DAI F Y，et al.Highresolution silkworm pan-genome provides genetic insights into artificial selection and ecological adaptation.Nature communications.DOI：10.1038/s41467-022-33366-x.（2022）.

［题 目］高分辨率桑蚕泛基因组为家蚕人工选择与生态适应研究提供了遗传基础

［摘 要］家蚕是重要的绢丝经济昆虫，蚕丝也享有“纤维皇后”的美誉。目前，家蚕的参考基因组已经无法满足家蚕遗传多样性研究及分子育种的更高需求。因此，西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室的代方银课题组对1078个桑蚕品系进行了深度重测序，并对其中545个代表性品系进行了基因组三代测序及从头组装。在本研究中，研究者团队构建了一个几乎覆盖了桑蚕物种所有基因组信息的高分辨率泛基因组数据集，发现在桑蚕群体中存在高密度的基因组变异，鉴定到7308个新基因、4260个核心基因（22%）以及343266 个非冗余结构变异，还发现了数百个可能与家蚕的人工选择（驯化及育种）相关的基因和结构变异。此外，作者重点研究了其中的4 个基因，这些基因分别控制2 个经济性状（产丝量和丝纤度）以及2个生态适应性性状（卵滞育和幼虫警戒色）。综上，该种群级的规模基因组资源将有力推动家蚕功能基因组的研究及家蚕育种工作的发展。

（沈姜宏整理）

2.CHEN X D，WANG Y F，XU S Q，et al.Ectopic expression of sericin enables efficient production of ancient silk with structural changes in silkworm.Nature communications.DOI：10.1038/s41467-022-34128-5.（2022）.

［题 目］丝胶的异位表达使家蚕能够高效地生产具有结构转变的蚕丝

［摘 要］蚕丝是一种结构独特、性能优良的超长天然蛋白质纤维。目前，具有高性能的创新结构蚕丝需求较大，因此也成了行业瓶颈。苏州大学的徐世清课题组通过piggybac 介导的转基因技术使外层丝胶蛋白SER3 在家蚕的后部丝腺（PSG）异位表达，然后分泌到内层丝素蛋白中，从而得到了一种蚕丝蛋白纤维中散布丝胶微粒的新型蚕丝。PSG分泌的水溶性SER3 蛋白能够使P25 从Fib-H/Fib-L/P25聚合物的丝素单元中脱离，并在丝素层和丝胶层之间聚集，从而提高了丝素胶体在家蚕丝腺中的水溶性和稳定性，提高了结晶能力，改善了蚕丝纤维的机械性能以及湿度调节性能。此外，该家蚕突变体克服了存活率低、丝腺发育异常等问题，从而提高了茧丝的生产效率。综上，作者在本研究中提供了一种丝腺转基因靶蛋白选择策略，以改变蚕丝纤维结构并革新其性质，也为生产具有新功能的蚕丝纤维提供了一种高效、绿色的方法。

（沈姜宏整理）

3.YAN J，XUE Z，DONG H，et al.Nutrition regulates the expression of storage proteins in Bombyx mori via insulin-like/FoxO signaling pathway.Insect Biochem Mol Biol.DOI：10.1016/j.ibmb.2022.103847.（2022）.

［题 目］营养通过胰岛素样/FoxO 信号通路调节家蚕储存蛋白的表达

［摘要］昆虫血清蛋白也称为储存蛋白（SPs），作为氨基酸库，其是一种六聚体蛋白，对大多数昆虫的蛹和胚胎的发育起到重要作用。在这项研究中，西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室的侯勇老师团队分析了家蚕中SP基因的表达和调控途径。他们观察到幼虫脂肪体中的BmSPs在饥饿后显著降低，表明该蛋白可以响应营养缺乏。他们进一步分析了BmSPs的表达与胰岛素样信号通路（ILS）之间的关系，以研究BmSPs的表达调节，结果显示，胰岛素可上调BmSPs的表达，但ILS 通路蛋白的抑制剂PI3K下调了BmSPs在家蚕幼虫中的表达。在体外培养的脂肪体和BmE细胞中也观察到类似的结果。通过在BmE 细胞和家蚕幼虫中过表达ILS 转录因子FoxO，作者发现BmFoxO对BmE细胞和幼虫中BmSPs的表达都有负调节作用。此外，在饥饿处理下，BmFoxO去磷酸化并从细胞质转移到细胞核。最后，作者利用电泳迁移和染色质免疫共沉淀实验，在BmSP1 转录起始位点上游-2627-2644 bp 上发现一个潜在的BmFoxO 的结合元件。综上所述，他们的研究结果表明，营养摄入后通过ILS/FoxO 信号通路触发了BmSPs的表达。这项研究为进一步研究昆虫SP基因的表达和调控提供了参考。

（周婷婷整理）

4.TIAN Y L，FU T Y，ZHONG Q E，et al.Homeobox protein A1-like（Hox A1-like）and DNA methylation regulate embryo-specific ZnF 615 gene expression and embryonic development in the silkworm Bombyx mori.Insect Sci.DOI：10.1111/1744-7917.13152.（2022）.

［题 目］同源异型盒蛋白A1 样蛋白（Hox A1-like）和DNA 甲基化调节家蚕胚胎特异性基因ZnF615的表达和胚胎发育

［摘 要］DNA甲基化和转录因子在基因表达和动物发育中发挥作用。在昆虫中，DNA 甲基化能够修饰基因体，但DNA 甲基化和转录因子如何调节基因表达尚不清楚。华南师范大学的田玉林等人在本研究中调查了DNA 甲基转移酶1（Dnmt1）下游基因家蚕锌指蛋白615（ZnF 615）表达的调控机制及其对胚胎发育调控的影响。他们通过逐步截短ZnF615基因的启动子，发现-223和-190 nt区域含有同源异型盒（Hox）蛋白顺式调节元件（CREs），并且对ZnF615的转录影响最大。RNA干扰（RNAi）介导的Hox家族基因的敲低和过表达表明Hox A1-like可以提高ZnF615 的mRNA 水平。进一步的研究表明，Hox A1-like 通过直接结合其启动子的-223 和-190 nt 区域来调节ZnF615 的表达。同时Hox A1-like 和Dnmt1 的敲低或过表达可以显著抑制或增强单一基因对ZnF615 表达的调控作用，这表明基因本身的DNA甲基化和转录因子与启动子的结合对于基因表达至关重要。Hox A1-like和Dnmt1的敲降可引起胚胎发育延缓和孵化率降低。综上所述，这些数据表明Hox A1-like 和DNA 甲基化通过增强ZnF615 的表达，从而影响家蚕胚胎的发育。

（周婷婷整理）

5.YU L，CAO Y，GE S，et al.Identification of key genes involved in resistance to early stage of BmNPV infection in silkworms.Viruses.DOI：10.3390/v14112405.（2022）.

［题 目］家蚕抗BmNPV 感染早期关键基因的鉴定

［摘 要］家蚕核型多角体病毒（BmNPV）是制约蚕桑产业可持续发展的最严重病原体之一。目前，针对家蚕BmNPV感染尚没有有效的治疗方法，且其家蚕对BmNPV的抗性机制也不清楚。在本研究中，江苏科技大学蚕桑研究所的于林元等人对易感品系白玉和抗性品系白玉N在BmNPV感染后0、1、3、6、9 h的5个不同时间点的中肠进行了转录组比较分析，以检测这些家蚕感染BmNPV后的早期转录变化。在白玉和白玉N 品系中，分别鉴定到1911和1577个差异表达基因，涉及48条代谢通路。在这些通路中，有8个共有通路在两个品系都能响应BmNPV感染。值得注意的是，4个基因（BGIBMGA08815、BGIBMGA003935、BGIBMGA003571、BGIBMGA010059）在白玉品系中表达量上调，而在白玉N 品系中下调。这四个基因在抗性品系中的表达受到抑制，突出了它们在早期病毒复制抗性中的潜在作用。因此，他们的研究为进一步探究家蚕BmNPV感染的机制和BmNPV感染的潜在治疗提供了一个新的途径。

（袁亚杰整理）

6.QIN S，SUN L，ZHANG S，et al. BmAbl1 regulates silk protein synthesis via glutathione metabolism in Bombyx mori.Insects.DOI：10.3390/insects13110967.（2022）.

［题 目］Bmabl1 通过谷胱甘肽代谢途径调节家蚕丝蛋白合成

［摘 要］家蚕是由野桑蚕驯化而成的一种经济昆虫，以桑叶为食并产蚕丝。在本研究中，江苏科技大学生物技术学院的秦笙等人证实了BmAbl1基因在蚕丝蛋白合成中的作用。抑制和敲除BmAbl1可以降低幼虫体重和CSW（茧层重）。发现BmAbl1对CSW 的影响不在转录水平上，而是在翻译水平上。转录组分析结果显示，BmAbl1敲除品系和对照组之间的氨基酸合成和代谢过程有很大差异，特别是谷胱甘肽的代谢。谷胱甘肽代谢异常导致丝素蛋白的主要成分游离甘氨酸和丝氨酸含量降低，最终导致丝素蛋白合成减少，包括丝素重链、丝素轻链和p25 蛋白。这一发现揭示了BmAbl1 在蚕丝蛋白合成过程中的作用。

（袁亚杰整理）

7.YANG X，CHEN D B，ZHENG S R，et al.BmHen1 is essential for eupyrene sperm development in Bombyx mori but PIWI proteins are not.Insect Biochemistry and Molecular Biology.DOI：10.1016/j.ibmb.2022.103874.（2022）.

［题 目］BmHen1基因而不是PIWI蛋白对于家蚕有核精子发育至关重要

［摘 要］在鳞翅目昆虫中，精子二型性是一个显著的特征，雄性具有两种不同类型的精子。这两种精子形态对受精都是必不可少的：有核精子携带DNA 并使卵子受精，而无核精子没有细胞核，是辅助有核精子运输到卵子所必需的。在这项研究中，中国科学院植物生理生态学研究所黄勇平教授团队发现BmHen1基因编码了一种修饰piRNAs的甲基转移酶，是鳞翅目模式昆虫——家蚕有核精子发育所必需的。BmHen1 功能缺失导致雌性与雄性均不育。与野生型雌性个体相比，BmHen1雌性突变体产卵量较少，而且卵的形态存在缺陷。他们对BmHen1 雄性突变体化蛹第7 天的精巢进行免疫荧光分析发现有核精子的细胞核形成有明显缺陷，而无核精子是正常的。在小鼠、线虫、果蝇等物种中，piRNA生物发生通路中的功能因子在性腺发育中起重要作用；为此，他们构建了编码piRNA生物发生途径核心元素Siwi和BmAgo3的基因突变个体。令他们惊讶的是，Siwi和BmAgo3 突变体雄性生殖系统中未观察到明显的表型，这说明家蚕精子的发育不依赖于piRNAs。由于BmHen1突变体的精子发育表型与BmPnldc1突变体的表型相似，他们随后对来自这两个突变体的精子束进行了RNA测序分析。他们发现有核精子的缺陷是由参与能量代谢的基因表达失调引起的。总之，他们的研究结果证明了BmHen1在有核精子发育中的重要作用，并证明了家蚕的精子发生独立于PIWI 蛋白。他们的研究结果为鳞翅目害虫防治提供了潜在的靶标，并拓宽了对鳞翅目昆虫繁殖的认知。

（杨宗蒙整理）

8.WANG Y，DU T Y，LI A N，et al.Establishment and application of a silkworm CRISPR/Cas9 tool for conditionally manipulating gene disruption in the epidermis.Insect Biochemistry and Molecular Biology.DOI：10.1016/j.ibmb.2022.103861.（2022）.

［题 目］CRISPR/Cas9 介导的家蚕表皮特异性基因敲除系统的建立及应用

［摘 要］空间或时间特异性基因敲除系统（条件性基因敲除系统）是研究发育过程分子机制的重要工具。表皮对于昆虫的健康和生存是必不可少的，但目前缺乏表皮特异性基因敲除系统的相关研究。重庆大学生命科学学院张泽教授团队通过比较转录组学分析，首次鉴定了家蚕表皮特异性表达基因BmCPG25。在此基础上，建立了由BmCPG25启动子驱动cas9 蛋白表达的组织特异性基因敲除系统。免疫组化分析表明，该系统中地cas9 蛋白在表皮细胞的细胞核中特异性表达。他们还通过分别敲除表皮特异性表达基因Cpr21和全身性表达的表皮蛋白基因Cph18 验证了该系统的效率。综上所述，他们成功构建了一个条件性基因敲除系统来操纵表皮细胞的基因编辑，为研究表皮发育的分子机制提供了有价值的方法。

（杨宗蒙整理）

9.CAI R，CHEN X，YANG W，et al.POUM2 homeostasis regulates intimal remodeling and cells fate in the anterior silk gland of the silkworm.International Journal of Biological Macromolecules.DOI：10.1016/j.ijbiomac.2022.11.135.（2022）.

［题 目］POUM2 稳态调节家蚕前部丝腺内膜重塑和细胞命运

［摘 要］组织/器官重塑和细胞命运的决定在动物生命周期中起着关键作用。然而，在昆虫中，特别是在家蚕中，对它们的了解仍然很少。家蚕的前部丝腺（ASG）对丝纤维的形成及其性能至关重要，但ASG 重塑和细胞命运决定的调节机制尚不清楚。在这个研究中，西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室的何华伟研究团队发现沉默POUM2 会导致ASG长度缩短、内膜结构缺陷、吐丝失败以及由此导致的裸蛹死亡，但ASG 的细胞数量没有受到影响。细胞染色显示，ASG中的DNA核内复制没有受到影响。透射电镜和几丁质染色显示，在蜕皮期间，ASG中的角质层蛋白和几丁质显著减少。转录水平分析表明，蜕皮期角质层蛋白和几丁质合成酶的表达模式与POUM2相似，POUM2表达的下调降低了角质层蛋白、几丁质合成酶、自噬和凋亡相关基因的表达水平。而POUM2 过表达导致的表型与POUM2 下调的表型相似。POUM2 过表达细胞染色显示ASG 细胞显著凋亡，细胞数量减少，DNA 核内复制受到抑制。转录水平分析显示自噬和凋亡相关基因以及一些角质层蛋白和几丁质合成酶的表达量显著上调。结果表明，POUM2 稳态调节ASG 内膜重塑和细胞命运，从而影响ASG 的发育、蚕的吐丝和变态。他们的研究不仅为家蚕丝性能的遗传改良和分子育种提供了潜在的分子靶点，还为POU 因子介导的组织重塑和细胞命运决定提供了新的见解。

（郑露整理）

10.LIU J，HONG W，LI M，et al.Transcriptome analysis reveals immune and metabolic regulation effects of Poria cocos polysaccharides on Bombyx mori larvae.Frontiers in Immunology.DOI：10.3389/fimmu.2022.1014985.（2022）.

［题 目］转录组分析揭示茯苓多糖对家蚕幼虫的免疫和代谢调节作用

［摘 要］茯苓多糖（Poria cocos polysaccharides，PS）是一种具有抗病毒、抗氧化、免疫调节等多种药理作用的中药。广东药科大学的吴功庆等人以家蚕为模型动物，通过检测先天免疫参数的变化来评估PS的免疫调节作用，并使用Illumina HiSeq Xten平台探索PS 免疫调节作用的潜在分子机制。结果表明，血腔注射PS 显著增强了家蚕的细胞免疫，包括血细胞吞噬、微聚集和传播能力。通过差异表达分析，共筛选到335个差异表达基因，包括214个上调基因和121个下调基因。基因注释和富集分析显示，许多与免疫信号识别、解毒、proPO（prophenoloxidase activating system，酚氧化酶原激活系统）激活、碳水化合物代谢和脂质代谢相关的差异表达基因在PS处理组中显著上调。KEGG 富集分析结果表明，在PS 处理组中上调表达的差异表达基因主要与免疫信号转导途径和能量代谢有关。此外，在注射PS的幼虫中，与免疫和能量代谢相关的4种酶（酚氧化酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、己糖激酶和脂肪酸合成酶）的活性均显著增加。为进一步验证转录组数据的可靠性，他们利用qRT-PCR 检测了免疫和代谢相关基因的表达模式，结果也表明，PS 可以通过增强细胞免疫以及调节免疫应答和生理代谢相关基因的表达水平来调节家蚕的免疫。这些发现将为PS作为免疫调节剂用于人类或动物疾病预防奠定科学基础。

（郑露整理）