昆虫体色的改变 有时会致命

美丽的蝴蝶，漂亮的七星瓢虫，都是人们赞美的对象。而事实上，昆虫丰富的色彩，并不仅仅是为了“好看”。对于昆虫自身而言，体色和斑纹在躲避天敌、求偶和适应环境等方面都有重要作用。

西南大学家蚕基因组研究团队利用家蚕进行研究发现，昆虫体色的改变，有时会非常致命。该成果近日在学术期刊PNAS上在线发表家蚕刚孵化时形如蚂蚁，故称蚁蚕。正常蚁蚕体色为黑色，一种伴性赤蚁（sch，sex-linked  chocolate）突变，纯合型具有巧克力色的体色。由于该基因位于家蚕Z染色体上，所以杂合型只有雌蚕变成了巧克力色，而雄蚕仍然为黑色。然而，雌蚕“美丽变身”的代价十分惨重：失去了对高温的耐受能力，遇高温则会因不能孵化而死亡。为何颜色的改变会带来如此严重的后果，其原因一直不明。

该团队刘春等通过定位克隆的方法，对该基因分离群体进行连锁分析，zui后锁定了sch突变基因所在区域。经过努力，zui终确定了该突变为家蚕编码酪氨酸羟化酶基因（Th，tyrosine  hydroxylase）调控区域突变所致：在sch突变及等位致死突变中，两个不同类型的转座子分别通过重组替换和插入方式破坏该基因的转录调控序列，导致BmTh基因的表达量变化，降低了由酪氨酸多巴的反应，zui终给家蚕带来致命影响。

该研究发现的酪氨酸羟化酶是位于黑色素合成途径中的*个关键酶。黑色素与其它色素一起构成了昆虫，特别是蝴蝶丰富的斑纹和体色。刘春等人的研究还表明，家蚕Th基因突变位点所在的调控区域可能具有高温应激功能，行使高温刺激下增加基因表达量，以弥补因高温带来的酶活性损失的功能。这一结果暗示了自然界中昆虫体色斑纹受环境因素等影响的一个重要机制，并对人们深层次认识昆虫色素功能具有重要的参考价值。

由西南大学家蚕基因组团队代方银等完成的另一个家蚕色素合成相关突变，即家蚕暗化型（mln）突变基因的定位克隆研究，也于今年发表于JBC上。两篇论文都得到了国家“973”计划等项目的资助。这也是该团队在“发现基因，研究基因，利用基因”方面的又一个重要进展。