4月8日，《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了中科院上海生科院植物生理生態(tài)研究所黃勇平課題組關(guān)于家蠶遺傳調(diào)控的最新研究成果“ Transgene-based,， female-specific lethality system for genetic sexing of the silkworm,， Bombyx mori”。同日,，Nature News也對相關(guān)內(nèi)容進行了介紹,。該研究報道了一個雌性特異致死的家蠶轉(zhuǎn)基因系統(tǒng)。
家蠶是鱗翅目昆蟲的代表性模式昆蟲,，同時也是一種重要的經(jīng)濟昆蟲,，中國是世界上最大的蠶桑產(chǎn)業(yè)國家，蠶桑絲綢產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的重要組成部分,。與雌蠶相比,，雄蠶體質(zhì)強健，更容易飼養(yǎng),，同時食桑量少,，葉絲轉(zhuǎn)化率高；此外,，雄蠶絲纖度細(xì),、凈度好，適于繅制高品位生絲,。因此,，專養(yǎng)雄蠶是蠶業(yè)生產(chǎn)上的一個重要追求目標(biāo),。近年來，隨著包括轉(zhuǎn)基因技術(shù)在內(nèi)的家蠶遺傳操作技術(shù)的不斷進步,，為通過分子生物學(xué)手段進行新型育種提供了可能,。
黃勇平課題組與英國Oxitec公司和浙江省農(nóng)科院蠶桑研究所合作，利用四環(huán)素Tet-off調(diào)控系統(tǒng)以及來源于一種鱗翅目昆蟲棉紅鈴蟲的雙性基因（doublesex）的性別特異選擇性剪接機制,，構(gòu)建了一個可以在雌性家蠶中特異表達轉(zhuǎn)錄激活蛋白（tTAV）的家蠶轉(zhuǎn)基因系統(tǒng),。在此系統(tǒng)中，作為效應(yīng)因子的毒性蛋白tTAV的表達受到了四環(huán)素開關(guān)和性別開關(guān)的雙重控制：如果在飼料中添加一定量的四環(huán)素,，個體中tTAV的表達受到四環(huán)素的抑制,，雌性和雄性家蠶都可以正常發(fā)育；如果在飼料中沒有添加四環(huán)素,，雌性個體中由于tTAV的大量積累導(dǎo)致在胚胎期或幼蟲早期死亡,，而雄性個體中由于受到性別特異選擇性剪接機制的調(diào)控，仍然沒有tTAV的表達,，發(fā)育不受影響,，從而達到專養(yǎng)雄蠶的目的。
利用遺傳操作技術(shù)直接對家蠶進行基因改造,，可以在短時間內(nèi)育成新的品種,，提高家蠶乃至生絲的品質(zhì)；同時,，在家蠶中取得的此項成果還可以應(yīng)用于占農(nóng)林害蟲的70%-80%的鱗翅目害蟲的遺傳防治,。
家蠶轉(zhuǎn)基因平臺的構(gòu)建及轉(zhuǎn)基因個體的篩選鑒定由譚安江副研究員完成。該項目得到了國家自然基金委和科技部的資助,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1073/pnas.1221700110
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Transgene-based, female-specific lethality system for genetic sexing of the silkworm, Bombyx mori.
Tan A, Fu G, Jin L, Guo Q, Li Z, Niu B, Meng Z, Morrison NI, Alphey L, Huang Y.
Transgene-based genetic sexing methods are being developed for insects of agricultural and public health importance. Male-only rearing has long been sought in sericulture because males show superior economic characteristics, such as better fitness, lower food consumption, and higher silk yield. Here we report the establishment of a transgene-based genetic sexing system for the silkworm, Bombyx mori. We developed a construct in which a positive feedback loop regulated by sex-specific alternative splicing leads to high-level expression of the tetracycline-repressible transactivator in females only. Transgenic animals show female-specific lethality during embryonic and early larval stages, leading to male-only cocoons. This transgene-based female-specific lethal system not only has wide application in sericulture, but also has great potential in lepidopteran pest control.
